间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一类来源于发育早期中胚层的多能干细胞，具有多向分化潜能、改善和修复损伤组织、免疫调控和支持造血功能等生物学特性。在适宜的环境中它们可定向分化为成骨细胞、软骨细胞、心肌细胞及脂肪细胞等。大量实验研究表明，干细胞分化为成骨细胞和脂肪细胞之间存在着很大程度的可塑性，并且两者可相互转化。这表明，通过抑制间充质干细胞成脂肪细胞分化并增加其成骨分化，是防止或治疗因骨含量减少而引起的骨疾病的重要措施，在骨组织工程中吸引了特别的关注。　　近年的研究表明，在体外一些纳米材料可调节间充质干细胞的自我更新和分化。如金纳米粒子、金属富勒烯纳米粒子、羟基磷灰石纳米材料等可以促进骨髓间充质干细胞的粘附和体外成骨分化。基于以上研究背景，本文主要介绍钌配合物功能化纳米硒(Ru@Se)和上转换纳米粒子(FUC-NPs)的合成方法及表征手段。并探讨功能化纳米粒子对脐带间充质干细胞的增殖与分化的影响及其作用机制，研究其标记的MSCs自身的分化潜能变化情况，并进行细胞摄取的途径分析。期望本课题的实验调查结果能为研究纳米材料应用于干细胞以及生物医学领域应用干细胞疗法做出有用的贡献。　　本论文主要包括以下三部分：　　第一章：绪论部分，重点介绍了间充质干细胞的发现，以及干细胞疗法的应用。详细介绍了纳米技术与纳米材料的产生及在生物医学领域的发展。　　第二章：本章设计合成了钌配合物功能化硒纳米粒子，通过TEM、EDS等一系列化学方法对硒纳米粒子进行表征，采用 MTT、细胞凋亡、细胞周期等分析纳米粒子对干细胞活性的影响；并重点研究纳米粒子对干细胞成骨分化和成脂分化潜能的影响及其作用机制的研究分析。研究结果显示，本课题所合成的纳米粒子主要通过激活干细胞BMP信号通路，促进Smad蛋白磷酸化表达，上调成骨相关基因的表达，进而促进干细胞成骨分化。　　第三章：主要介绍了上转换纳米粒子应用于干细胞成像的研究。在本章中，通过层层组装方法(LBL)合成了四种功能化上转换纳米粒子(FUC-NPs)：B-FUCs(球形,83 nm)，S-FUCs(四边形,105 nm)，H-FUCs(六边形,235 nm)和R-FUCs(棒状,1.2μm)，并探讨它们对干细胞的标记效果及吸收机制研究。实验调查结果显示，干细胞对FUC-NPs纳米标记的摄取作用具有能量依赖关系，主要通过网格蛋白受体介导的内吞作用或巨胞饮介导的吞噬作用等内吞作用途径进行细胞摄取。实验调查结果显示，干细胞对FUC-NPs纳米标记的摄取作用具有能量依赖关系，主要通过网格蛋白受体介导的内吞作用或巨胞饮介导的吞噬作用等内吞作用途径进行细胞摄取。