恶性肿瘤即癌症仍是目前难以根治的疾病,恶性肿瘤的无限增殖和极强的转移特性是其致命的主要原因,严重的危害着人类生命健康。循环肿瘤细胞（CTCs）是近十几年来研究应用的仅有的几个新型肿瘤分子标志物之一,可用于癌症检测,确诊和预后监控。但是基于抗体分离技术的临床应用因为不同细胞的靶抗原表达的异质性和差异性而受到限制。近年来随着纳米科学技术的发展以及组织工程学的进一步完善,许多纳米材料的研究已经逐步应用到生物医学、环境科学等多个领域。已有研究表明特定宽深比的纳米结构生长的基底表面是研究细胞过程并设计新颖的设备来控制细胞行为的有前途的工具,细胞和纳米结构基底之间的相互作用可以模拟肿瘤的生长所处的微环境,而微环境中的力学特性的改变和细胞的各种行为之间存在着一定联系。因此,有必要充分了解纳米材料的结构以及纳米材料细胞生长过程中的耦合关系,以充分利用其独特的特性。本论文通过等离子聚合技术制备了两种不同结构的纳米森林阵列,以HeLa细胞为例,研究了不同力学特性下的纳米阵列对与癌细胞捕获能力的影响,实验与有限元模拟数据显示本研究中制备的两种硅纳米森林阵列可对细胞进行不同弯曲特性的力学响应,从而产生不同力学刺激;随后评价了基底与癌细胞之间的相互作用对于细胞活性以及细胞行为的影响,结果表明硅纳米森林阵列改变了HeLa细胞粘附形态和迁移行为,NCW基底和NFCW基底对比普通硅片增大了2-3倍的细胞捕获效率,并且减少了20-30%细胞迁移效率;最后通过粘附蛋白Vinculin的表达分析了基底和细胞间的相互耦合作用,结果表明NCW基底Vinculin的表达数量是其他组的1.7-2倍,所以本研究分析Vinculin的高表达是NCW基底增强细胞捕获能力并且减少细胞迁移行为的主要原因。综上所述,纳米结构可以作为分离CTCs的有前途的方法,并与表面标记物的表达或CTCs的大小无关。本文所制备的一种特定纳米尺度形貌的硅纳米阵列可以增强与细胞之间的相互作用,可以在不另外使用捕获抗体的情况下提高细胞捕获效率,同时可以提供良好的生物相容性,保证捕获细胞的活性,有利于捕获细胞的后续检测表征。这项研究采选择出了一种优化的纳米形貌,为进一步改善细胞捕获效率提供有用的信息,这也为纳米基底的临床应用和癌症治疗提供了一些帮助。