近年来,基于纳米技术的纳米药物构筑和抗肿瘤应用实现了飞速发展,其中抗肿瘤药物输送系统、光热治疗纳米药物和纳米催化药物具有很大的应用潜力。然而这些抗肿瘤纳米药物面临许多问题和挑战。纳米药物输送系统受到生理体系的屏障阻碍如溶酶体隔离而导致药物输送效率低。用于光热治疗和催化治疗的纳米药物也面临光热转换效率低和纳米催化试剂不能长效循环的挑战。此外,界面惰性的无机物或金属在纳米药物构筑中还存在稳定性差、尺寸控制困难和合成复杂等问题。具有界面活性、光电活性、化学反应活性、合成条件温和以及具有分级组装堆积特性的聚多巴胺（PDA）纳米材料的引入能在很大程度上解决以上问题。因此本文基于界面自组装、界面导向合成、生物矿化和界面异质复合的界面工程方法和技术,通过对聚多巴胺的精准构筑和结构调控,分别构筑基于聚多巴胺纳米胶体体、二维纳米结构和多孔异质复合结构,实现聚多巴胺纳米材料的界面组装多元协同纳米构筑,显著提高疏水抗肿瘤药物输送效率、聚多巴胺的光热转换效率和纳米催化药物的高效稳定治疗效果。首先利用聚多巴胺的界面活性和化学反应活性,通过设计亚油酸-精氨酸-PDA方向性的静电作用和迈克尔加成/希夫碱反应,构筑以亚油酸为核心、原位聚合的PDA纳米颗粒为密堆积壳层的纳米胶囊结构,PDA纳米颗粒之间可能存在的耗散引力起到横向稳定作用。这种通过一步法自组装形成的纳米胶囊（Colloidal Capsules）结构,将之前报道亚油酸-精氨酸-金颗粒/蛋白质纳米胶囊体系的四步复杂合成缩减为一步,大大简化合成步骤。纳米胶囊尺寸大约100 nm,内部亚油酸能够装载疏水药物紫杉醇（PTX）,并且由于壳层的不连续性,疏水载荷能够通过暴露的亚油酸界面与细胞膜之间的膜融合及脂质转移实现跨膜输送,避免溶酶体逃逸过程。装载PTX的纳米胶囊对肿瘤细胞的IC50值低至1.5μg mg-1,仅为自由PTX IC50值的6.8%,极大地提高了疏水药物的输送效率。为提高疏水药物输送的可控性,本文利用熔点与体温接近的有机相转变材料如饱和脂肪酸来替代亚油酸作为疏水核心,同样利用方向性的相互作用力构筑PDA纳米颗粒表面密堆积的纳米胶体体（Nanocolloidosome）结构。该纳米胶体体的尺寸约为130 nm,熔点处于49-50℃之间,在生理条件下的分散稳定性高达7天。体温下饱和脂肪酸凝固,有效保护内部载荷不被释放,施加近红外光照后,由于PDA的光热转换性能（光热转换效率38.6%）,体系温度升高,脂肪酸熔解,从而恢复对内部疏水载荷的跨膜输送功能。近红外光照条件下,纳米胶体体内部疏水载荷能在10 min内转移至胞浆,相比传统疏水药物输送体系固体脂质的溶酶体内吞输送途径而言,非内吞的跨膜输送模式显著提高药物输送效率。体内外实验表明,纳米胶体体具有光/热响应的药物（SAHA）释放行为,抑制14-15%的组蛋白去乙酰化酶活性,并导致90%以上肿瘤细胞死亡,实现肿瘤特异性高效可控药物输送性能。由于PDA呈现典型的分级组装结构,对其自组装过程实行纳米尺度的干预有望实现对PDA的结构调控。PDA一级结构层间距为0.34-0.36 nm,而B构象DNA的碱基对间距为0.34 nm,利用这两种间距的相似性,本文成功构筑PDA二维自支撑纳米片结构。该体系中存在DNA碱基对平面与PDA一级结构平面的纵向交错排布和PDA一级结构的横向π-π堆积组装。同时DNA的浓度和链长对纳米片的尺寸和形貌也具有一定的影响。通过调节合成过程中的DNA浓度,可以将纳米片从160 nm左右的圆盘结构调控到数十微米的不规则片状结构。该纳米片结构具有卓越的光热转换性能,光热转换效率（51%-86%）分别是典型金属二维结构的1.1-5.4倍。此外,该体系可以通过π-π堆积和疏水作用吸附抗肿瘤药物阿霉素,装载量高达557μg mg-1,作为良好的药物载体和光热转换材料,能够实现高效光热/化疗抗肿瘤治疗效果。由于精氨酸与双链核酸之间具有较强的相互作用,因此,本文利用精氨酸/DNA复合物作为结构导向剂进一步研究PDA纳米片的构筑和定向自组装规律。受精氨酸影响,DNA螺旋程度增大,碱基对平面间距减小（～0.3 nm）并且角度增大,此时DNA通过末端碱基平面与PDA一级结构π-π堆积来实现结构导向作用,而PDA的π-π堆积方向也从横向变为纵向。该纳米片结构有序度显著增加,电子离域程度增强、带隙减小（1.04 e V）,具有卓越的光热转换性能（49.5%）和还原性能（氧化电位-0.0023 V）。该纳米片在发挥高效光热抗肿瘤治疗效果的同时,还能清除因肿瘤细胞热应激产生的ROS,避免瘤旁组织损伤。具有ROS清除能力的纳米片治疗组,其热损伤伤疤修复速度始终显著高于不具备ROS清除能力的纳米片组,其伤疤修复率在第10天达到约60%,第14天达到100%。相比不具备ROS清除性能的光热转换纳米颗粒而言,能够有效促进瘤旁组织的热损伤修复,实现瘤旁组织保护型光热抗肿瘤治疗。最后,本文利用聚多巴胺与金属离子的亲和性,构筑介孔聚多巴胺（MPDA）、羟基氧化铁（Fe OOH）和磷酸钙（Ca P）三元多孔纳米反应器。以MPDA为氧化还原介体,以Fe OOH类芬顿催化剂为“铁库”,以Ca P为保护壳层,通过Fe3+释放与螯合,邻苯二酚至Fe3+的电子转移和Fe2+释放持续进行实现长效自由基产生,Fe2+的释放量在24 h能达到～40μM。纯Fe OOH的Michaelis-Menten常数（Km）和最大反应速度(Vmax)分别为1.03 m M和2.69×10-8 M s-1,而MPDA/Fe OOH的Km和Vmax分别为0.43 m M和5.36×10-8 M s-1,具有高效性。经典芬顿反应试剂Fe2+在1 min后即失活,而MPDA/Fe OOH的催化活性能够持续进行长达24 h,具有长效性。由于磷酸钙的酸响应降解特性,在中性条件下,催化位点被保护,而酸性条件下孵育6 h后,催化活性恢复,有效避免MPDA/Fe OOH协同催化位点在正常组织的非特异性呈递,共同实现“高效低毒”的长效ROS抗肿瘤治疗。综上,本文借助界面工程的方法和技术,建立了面向疏水药物输送、抗肿瘤光热治疗与纳米催化治疗的聚多巴胺复合纳米药物体系,实现了具有界面非连续壳层的纳米胶体体构筑及其跨膜输送机制,阐明了核酸界面导向二维纳米结构合成及其定向组装机制,发展了具有长效类芬顿催化性能与酸响应协同催化位点呈递的多孔纳米催化药物构筑技术,对界面活性的复合纳米药物构筑和结构调控研究具有重要科学价值,对主客体相互作用可控、光热治疗效率高和长效纳米催化药物的设计和开发具有实践和应用意义。