纳米科技是80年代末由多学科交叉而逐步发展起来的新兴学科,在生物医学、材料、环境、化学等方面有广泛的应用前景。纳米材料的开发和应用在纳米科技的发展中处于核心地位。近年来,随着纳米技术向生命科学领域的不断渗透,利用纳米生物技术研究和解决其中的重大问题,推动纳米生物技术的发展,正成为当前一个重要的前沿领域。其中纳米荧光材料、磁性材料在生命科学、医药领域中的应用更是倍受关注。本文主要研究了纳米粒子与生物分子相结合形成的纳米粒子生物分子复合物在诱导细胞凋亡中的应用。(1)采用反相微乳液的方法,利用正硅酸乙酯在碱性条件下水解,在有机荧光染料FITC及γ-Fe2O3的表面包裹一层SiO2。再通过化学反应在其表面修饰上具有活性的官能团。实验结果表明在FITC及磁核γ-Fe2O3的表面成功地包裹了SiO2层,形成了核壳型磁性荧光纳米粒子;TEM图及荧光光谱显示合成的核壳型磁性荧光纳米粒子具有均匀的粒径,良好的单分散性和较好的荧光强度。(2)RNA干扰是向细胞导入dsRNA引发的转录后基因沉默。本文以量子点作为一个对RNA干扰有效、实时、自追踪的转染剂,构建了siRNA与量子点复合物,并且通过内吞作用,将此复合物作用于K562细胞。针对白血病K562细胞中的Bcr/abl致癌基因设计双链siRNA,并与荧光量子点连接,形成量子点-siRNA复合物。量子点以其独特的荧光性能不仅可以起到标记作用,监测复合物传送和转染,而且在本实验中它作为载体,成功的将siRNA转导进入细胞。实验采用MTT法来说明细胞活性,采用FACS来说明细胞凋亡率。数据显示,此QD-siRNA复合物可以有效抑制K562细胞的活性,并诱导细胞凋亡。因此,量子点可以被认为是一种用于分析RNAi功效的有效工具。这些自追踪QD-siRNA复合物也有助于将来监测体内基因沉默研究。(3)基于纳米技术与生物学上反义技术的理论基础知识,将红色量子点与特定序列的反义核酸相连接得到量子点反义核酸复合物,该复合物与K562癌细胞作用后,特异性地结合在细胞核部位,同时诱导该癌细胞的凋亡;利用激光共聚焦荧光显微镜等实验手段对结果进行了表征。结果表明连有反义核酸的红色量子点特异性的集中在细胞核中的染色体部位。实验结果将反义核酸诱导癌细胞凋亡的过程做到了可视化程度,为医学上癌症的诊疗提供了技术平台。