胃癌和结肠癌严重危害我国人民的健康，目前临床上的治疗方法主要有手术治疗法、放射治疗法、化学疗法等，手术治疗法只限于局部治疗，化学治疗和放射治疗均会产生大的副作用，寻求能有效治疗胃癌和结肠癌而对人体毒副反应小的治疗方法迫在眉睫。 TiO2光催化氧化杀伤癌细胞是一种探索中的治疗癌症的方法，到目前为止有关TiO2光催化氧化杀伤胃癌和结肠癌的研究尚未见报道。其原理是：在紫外光(λ＜390nm)照射下，TiO2受光激发形成光生空穴-电子对。在空间电场的作用下，空穴与电子可被分离，并分别与水和溶解氧作用生成OH·，H2O2，HO2·等活性氧类。这些活性氧类与生物大分子反应，直接或通过一系列过氧化链式反应破坏生物结构，从而杀伤癌细胞。它具有常规治疗方法所不能替代的优点-安全、毒副作用小；微创、基本不伤害正常组织；除紫外光外不需要其它的外界能量，因此该法有望成为有效治疗胃癌和结肠癌而对人体毒副反应小的治疗方法，探索TiO2光催化氧化杀伤胃癌和结肠癌具有理论意义和实用价值。 以往TiO2光催化氧化杀伤癌细胞的研究中多采用台盼蓝排斥试验和集落形成试验检测癌细胞的存活率，台盼蓝排斥试验需在短时间内人工准确计数，否则部分活细胞也会着色，从而干扰测定。集落形成试验所需培养时间较长，涉及步骤多，容易引起误差。 为克服上述缺点，提高检测方法的速度和准确度，本研究采用每秒钟可检测1000～5000个细胞、可将相差0.2μm的细胞分开的流式细胞仪和碘化丙啶荧光染色法，采用涂覆法将TiO2固定为薄膜，快速而准确地检测了TiO2光催化杀伤癌细胞的效应。 XRD和SEM分析结果表明，涂覆法制备的固定态TiO2为锐钛型；薄膜表面呈现均匀的结构；微晶平均粒度为22.7nm。在体外对所培养的人胃癌细胞分别进行了紫外光、TiO2的空白实验以及紫外光照TiO2光催化杀伤的对照实验。结果表明：所制备的纳米TiO2通过光催化氧化能有效地杀伤人胃癌细胞。在光强为1.06mW/cm2，TiO2比负载量为0.98μg/cm2，光照40min条件下对人胃癌细胞的光催化氧化杀伤率达70％。 用盒子维模型计算了所制备的纳米TiO2薄膜的表面分形维数。结果表明：所制备的TiO2纳米薄膜表面分形维数介于2.52～2.57时，比表面积较大。在实验条件下，分形维数较大的TiO2纳米薄膜有利于对人胃癌细胞的杀伤，紫外光强为1.06mW/cm2，TiO2比负载量为0.98μg/cm2，薄膜表面具有最大分形维数2.57，光照40min后，人胃癌细胞杀伤率达70％。 为探讨纳米TiO2薄膜光催化氧化杀伤人胃癌细胞的机理，利用流式细胞仪测定了紫外光激发纳米TiO2对人胃癌细胞周期的影响。结果表明紫外光激发纳米TiO2可抑制人胃癌细胞的DNA合成，影响其增殖分化进程，使人胃癌细胞分化受阻于G2期。 为了模拟临床使用TiO2悬浮液光催化杀伤癌细胞的条件，本研究采用溶胶-凝胶法制备了光催化剂纳米TiO2溶胶，利用它在体外对人结肠癌细胞进行了杀伤研究。考察了TiO2溶胶浓度、入射光强、光照时间对光催化杀伤效应的影响，同时还考察了紫外光照射引起的RPMI1640-TiO2培养液温度变化。结果表明在体外纳米TiO2溶胶对人结肠癌细胞有显著的光杀伤效应，纳米TiO2溶胶浓度在200～1029μg/mL范围时，高浓度的TiO2溶胶有利于对人结肠癌细胞的杀伤。纳米TiO2溶胶浓度为1029μg/mL时，紫外光照射10分钟，44％的人结肠癌细胞被杀死，30分钟照射后，人结肠癌细胞近80％被杀死。但当TiO2溶胶浓度高于1029μg/mL时，TiO2溶胶粒子会发生沉降，沉降后很难与细胞分离，给测定带来困难。即使能够进行测定，也会造成很大误差。因此本研究中将TiO2溶胶浓度设定在c＜1029μg/mL；入射光强在0.72～3.7mW/cm2的范围内时，人结肠癌细胞的存活率随光强的增大而减小。但当光强超过3.7mW/cm2后，即使光强增强，人结肠癌细胞存活率并无明显的变化。通过测定紫外光照射引起的RPMI1640-TiO2培养液温度升高值的变化，发现温度升高未超过41℃，由此证明紫外光激发纳米TiO2溶胶粒子杀伤人结肠癌细胞是通过光效应而不是热效应起作用。 根据实验结果，推测了TiO2光催化氧化杀伤人结肠癌细胞的机理分两步：(1)紫外光激发纳米TiO2溶胶粒子在其表面形成OH·、H2O2等活性氧物质，这些活性氧物质首先与完整的人结肠癌细胞接触，氧化损害最初发生在人结肠癌细胞的细胞膜，细胞膜变得有些可透过。 (2)TiO2光催化氧化使人结肠癌细胞的细胞膜完全渗透，直接进攻人结肠癌细胞内的成分，最终导致人结肠癌细胞死亡。 综上所述，本论文首次进行了TiO2光催化氧化杀伤人胃癌细胞和人结肠癌细胞的研究，结果表明纳米TiO2对恶性肿瘤细胞具有较好的杀伤效果，此结果为TiO2光催化氧化法用于临床治疗癌症提供了可靠的实验依据。纳米TiO2溶胶