膜融合在生命过程中扮演着重要的角色,许多常见的膜融合过程如细胞与细胞融合,受精,胞内运输等。受可溶性N-乙基马来酰亚敏感性因子附着性的蛋白受体（SNARE）的启发,以脂质体为模型平台,不同类似触发物如DNA,多肽等为驱动力调控脂质体融合。然而,大部分膜融合过程是自发进行且不受控制。因此,建立一种或多种外界刺激物时空可控膜融合过程具有重要的研究意义。本文以脂质体为模型,结合响应性DNA纳米技术,研究了一种和两种外界刺激调控脂质体与脂质体发生融合及其应用。其研究内容如下:第一,本论文中构建了含有2-邻硝基苄基（PC-Linker）基团的光响应发夹DNA,末端功能化胆固醇的发夹DNA自发嵌入到脂质体表面。通过近红外光（NIR）辐射时空诱导脂质体-脂质体或脂质体-膜融合过程。脂质体上载有上转换纳米粒子（UCNPs）,NIR的辐射（980 nm）使得UCNPs发射出365 nm的UV光,UV光使PC-Linker脱保护,并导致发夹核酸结构断裂。我们展示了NIR触发两个脂质体L1和L2的融合。脂质体L1装有UCNPs和Tb3+离子,表面嵌入胆固醇修饰的发夹DNA链。脂质体L2上负载2,6-吡啶二甲酸DPA,脂质体表面功能化胆固醇修饰的DNA链,与L1相关的发夹DNA链的一部分互补。NIR辐照L1/L2混合物导致L1表面的发夹结构的DNA链被光裂解,形成的新DNA链与L2连接的DNA链发生杂交,从而导致两个脂质体融合。融合过程前后利用动态光散射进行表征,荧光监测脂质体融合及其负载物交换时产生的Tb3+-DPA复合物的荧光（融合效率为30%）。接下来,载有UCNPs和阿霉素（DOX）的脂质体L1与表面功能化的DNA的He La癌细胞融合。该细胞表面功能化的DNA链由MUC-1序列和与L1相关的发夹DNA链组成。解决了负载DOX的脂质体L1和He La细胞融合对He La细胞的细胞毒性的影响。NIR光辐照UCNPs触发L1表面修饰的发夹DNA链裂解,产生新的核酸链与核酸修饰的He La细胞杂交,从而使得脂质体与He La细胞融合以及将DOX递送到He La细胞中。我们还证明具有时空选择性对He La细胞的细胞毒性（两天内可杀死40%的细胞）。这项研究提出了一套全面的逐步实验,旨在开发NIR触发的脂质体-脂质体或脂质体-膜融合方法。第二,本论文引入含光响应基团PC-Linker的发夹DNA,pH响应DNA,通过UV光照和调节溶液的pH或调节溶液pH和UV光照控制脂质体-脂质体或脂质体-大囊泡膜融合。脂质体L1表面功能化发夹DNA,部分与发夹DNA互补的核酸修饰于脂质体L2表面,脂质体L3表面功能化pH响应的DNA。将上述三种表面功能化的脂质体混合在一起,UV光照将PC-Linker基团切断,发夹DNA被激活,活化的发夹DNA与脂质体L2表面的DNA发生链替换反应,使得脂质体L1和L2发生融合;改变脂质体溶液的pH,在质子和碱基互补配对作用下,链替换产物与pH响应DNA部分发生链互补,部分形成三链DNA,脂质体L3与融合脂质体L1/L2发生融合;改变溶液的pH,pH响应DNA与发夹DNA在质子和碱基互补配的作用下将脂质体L1和L3拉近发生融合,UV光照活化发夹DNA,活化的发夹DNA与脂质体L2相关的DNA发生链替换反应,导致脂质体L2和L1/L3发生融合。UV光照和改变溶液的pH或改变溶液pH和UV光照,荧光监测负载高浓度磺酰罗丹明B（SRB）的脂质体与空的脂质体发生融合荧光的变化过程。脂质体之间的融合过程还利用DLS和SEM来表征。接着,我们在表面功能化DNA的脂质体中分别负载光响应发夹DNA,部分与发夹DNA互补的DNA,外切酶Ⅲ。通过UV光照和改变溶液的pH或改变溶液pH和UV光照,脂质体之间发生融合,负载于脂质体中的DNA发生链替换反应和在EXOⅢ的催化下发生信号发大反应;而且,膜融合使得负载于脂质体中的葡萄糖和葡萄糖氧化酶（GOx）及辣根过氧化物酶（HRP）会发生级联反应。最后,表面功能化DNA的脂质体和大囊泡在UV光照和改变溶液pH下,它们之间会发生融合。膜融合使得负载在大囊泡和脂质体中的DNA可以发生DNA的链替换反应和外切酶Ⅲ的催化信号发大反应;同时,负载在大囊泡和脂质体中的葡萄糖和GOx及HRP可以发生级联反应。