功能蛋白递送载体的设计与制备一直是纳米医药领域的研究重点之一。载体平台的可靠与否对功能蛋白的递送和释放有直接影响,决定了功能蛋白能否有效地完成其目的作用。论文针对实际研究中功能蛋白的递送问题,设计了一种基于介孔聚多巴胺的纳米载体平台,重点研究了介孔聚多巴胺-金纳米颗粒和介孔聚多巴胺-金纳米棒两种有机-无机复合纳米材料,并以它们为功能蛋白载体,深入探索了介孔聚多巴胺-金纳米材料在生物检测和肿瘤治疗中的应用。本论文的主要工作和成果如下:1.具有核壳结构的介孔聚多巴胺-金纳米材料的制备及其光热转化性能。采用“软模板法”在水/1,3,5-三甲基苯/普朗尼克F127/乙醇的四元微乳液体系中,借助于多巴胺分子在弱碱性环境中的自发性聚合能力,制备了 一类介孔聚多巴胺包覆的有机-无机复合纳米材料。所得材料的介孔壳层结构孔道清晰(20 nm ca.),提供足够的空间以负载生物大分子。通过调节微乳液体系组分配比和反应时长等条件,可以对纳米材料的形貌结构特征进行调控。结果表明,这种贻贝仿生学的包覆方法适用于各类无机纳米材料(金纳米颗粒、金纳米棒、金纳米爪、磁性氧化铁颗粒)的表面修饰,并且在包覆后赋予纳米材料高效的光热转化性能(45.8%)。2.重组功能蛋白可追踪式的递送及光热诱导释放。实验发现,在Ni2+的作用下,介孔聚多巴胺-金纳米颗粒对重组绿色荧光蛋白具有较高的负载能力(473.3±24.9 μg/mL),同时在近红外光(1.0 W/cm2)刺激下,能够响应性释放重组蛋白(31.7±1.6%)。选取具有细胞毒性的重组核糖核酸酶为药物蛋白模型,在体外和体内充分验证了介孔聚多巴胺-金纳米颗粒能够有效地将蛋白递送至细胞内,解决功能蛋白递送效率低下的问题。再利用金纳米颗粒的散射光信号和元素分析的方式,提供了一种利用外源性激光诱导的可追踪化、非入侵式、远程可控的肿瘤治疗方案。3.基于重组绿色荧光蛋白左旋多巴胺突变体的铝离子探针。为了寻找一种安全、有效的铝离子生物传感器,利用氨基酸残基特异性修饰,制备了重组绿色荧光蛋白左旋多巴突变体。实验证明,突变后的重组绿色荧光对铝离子有特异性荧光增强现象,能够在1-100μM浓度范围内精确检测铝离子,检测限低至1.1μM,并且不受常规干扰离子(Zn2+)的影响。通过介孔聚多巴胺-金纳米颗粒的载体平台,实验能够将探针有效递送至细胞内,实现了活体细胞内的铝离子检测。4.基于多功能光热试剂的深部肿瘤光热治疗。针对现阶段深部肿瘤治疗难题,实验以介孔聚多巴胺-金纳米棒为多功能纳米载体,负载热敏感的木瓜蛋白酶。负载酶后的载体,在近红外光第二窗口(1064 nm)具有高效的光热转化效率(56.5%),并能在真实生物组织(7 mm)的覆盖下,完成肿瘤细胞的光热治疗。同时,局部温度的升高快速激活木瓜蛋白酶,降解肿瘤细胞外基质,促进光热试剂在病灶部位的高度富集。实验充分利用近红外第二窗口激光的组织穿透性,实现深部组织处的光热转化,解决了深部肿瘤光热治疗的低效问题。综上所述,本文设计的介孔聚多巴胺包覆策略可以在同一纳米平台上实现多模块的叠加,制备一系列具有高效递送和可控释放能力的功能蛋白载体平台。这种方法有效延续了无机纳米核自身的功能特性,充分利用了介孔聚多巴胺的介孔结构和光热转化特性,同时聚多巴胺表面化学性质使得材料进一步的优化和修饰成为可能,为新型功能蛋白纳米载体的研究提供了理论依据和设计思路。