摘要
纳米材料由于其独特的物化性质受到了广泛的关注并具有多领域的应用，尤其是在生物医学研究领域，诸如癌细胞检测、疾病诊断和治疗以及生物医学成像等方面都有良好的应用。然而，纳米颗粒在与生物环境相互作用之后给生物体带来的影响及背后详细的机制仍未得到完全的解释，因此随着纳米颗粒应用的不断深入，其潜在的安全问题也开始逐渐受到关注。生物内环境是一个复杂的环境，具有复杂的成分体系和运作机制。纳米颗粒进入生物体系之后，微观上细胞本身的变化和纳米颗粒自身的变化是一个长期且复杂的过程，详尽细致地了解两者之间相互作用的过程，能够为我们更合理地设计和应用纳米颗粒提供指导思路。 针对上述问题，本文设计并合成了基于表面增强拉曼散射效应(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)的金核银壳结构纳米颗粒，结合暗场成像和SERS光谱检测对纳米颗粒与细胞相互作用的过程进行了监测和分析。主要研究内容为:合成了金核银壳结构的SERS增强基底，并在核壳间隙及银层表面分别修饰苯二硫醇(1，4-BDT)和4-巯基吡啶(4-Mpy)作为内部标定分子和外部检测分子，随后在纳米颗粒表面修饰牛血清白蛋白(BSA)作为生物保护层，以此作为SERS探针，通过拉曼光谱检测分析纳米颗粒与细胞相互作用过程中纳米颗粒SERS信号的变化，并结合暗场光学显微成像对纳米颗粒进行追踪和定位。研究结果表明，纳米颗粒进入细胞后，首先经过一个逐渐聚集的过程，此时SERS探针的拉曼信号不断增强，随后SERS探针开始被转运到溶酶体内，在溶酶体内环境的作用下探针表面逐渐发生变化，引起SERS探针的信号减弱，随后部分蛋白质吸附到了 SERS探针表面并产生了新的拉曼特征峰。在溶酶体作用的加剧下，SERS探针表面的蛋白质经过吸附和解吸附形成了硬蛋白质冠，出现了稳定的两个蛋白质特征峰。经溶酶体作用后，SERS探针开始逐渐被排出细胞外，拉曼信号开始减弱并消失。 综上所述，本文设计并合成了金核银壳结构的纳米探针，在金-银缝隙中引入拉曼分子，并对该探针的形貌进行了优化改进以增强其SERS信号;针对本文应用，对SERS探针表面状态进行了优化，使其具有良好生物相容性和高稳定性，能够适用于纳米颗粒与细胞相互作用的长期监测及研究;结合暗场成像追踪及纳米颗粒SERS光谱成像，对纳米颗粒与细胞的相互作用过程在不同时间节点进行了追踪和分析，通过拉曼光谱的变化研究了细胞对探针的作用机制，具有重要的应用前景，并为纳米制剂的临床治疗应用提供了重要参考。
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