癌症,即恶性肿瘤,是一种严重危害人类生命健康的疾病,具有较高的病发率和死亡率,也是全球主要的公共卫生问题之一。癌症的早期诊断与有效治疗对于提高患者的存活率具有重要意义。其中,肿瘤标志物是一类能反映肿瘤发生和发展,指示肿瘤存在和生长的活性物质。一般来说,肿瘤标志物在癌症患者中的含量往往普遍异于正常人体内的水平,可以通过检测其物质浓度来实现对癌症的早期诊断。传统的癌症治疗手段主要存在肿瘤组织切除不完全和药物副作用较大等问题。因此,为了保证治疗效果,同时降低对正常组织的毒副作用,探索高效且低毒的治疗模式是有必要的。面对全球肿瘤患者患病人数和死亡人数居高不下的现状,开发和设计新型纳米探针实现对肿瘤的精确诊断和治疗是纳米医学发展的必然趋势。硒化铜(Copper selenide)纳米颗粒是一类p型半导体纳米材料,具有多种不同的晶型结构和化学计量成分。非化学计量的硒化铜纳米颗粒(Cu_(2-x)Se)具有独特的铜缺陷结构和高载流子密度,在近红外区具有强烈的局域表面等离子体共振效应(Localized surface plasmon resonance,LSPR),可作为近红外光学探针和光热剂,用于癌症的诊断和治疗。同时,由于其可调的铜缺陷结构,硒化铜纳米材料也具有较好的催化活性,但与其相关的生物应用探讨尚不全面。基于此,本文围绕着硒medical model化铜纳米材料在肿瘤诊断和治疗中的应用,进行了以下三个方面的探索:(1)基于FRET的Cu_(2-x)Se@HA-Rh6G荧光纳米探针用于透明质酸酶的检测和成像。我们选用罗丹明6G(Rh6G)和透明质酸(HA)包被的硒化铜纳米颗粒(Cu_(2-x)Se@HA)作为荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)的供受体对,构建了“Turn On”的荧光传感平台,用于新型肿瘤标志物透明质酸酶(HAase)的检测和靶向癌细胞成像。合成的Cu_(2-x)Se@HA在紫外到近红外区具有宽吸收带,可作为FRET受体与供体Rh6G相互作用,诱导Rh6G荧光猝灭。在HAase存在下,HA被催化降解,Cu_(2-x)Se@HA与Rh6G间的FRET过程中断,探针荧光(Cu_(2-x)Se@HA-Rh6G)信号恢复,相对荧光强度的改变与HAase的浓度在0.1-10.0 U/m L范围内成线性关系,检测限为0.06 U/m L。该检测平台可成功用于人尿液中HAase的灵敏检测,实验结果与ELISA相比,相对误差为-4.1%-7.1%。此外,利用HA能特异性靶向癌细胞过表达的CD44受体这一性质,该探针实现了靶向癌细胞的成像。(2)Cu_(2-x)Se@M(M=PAH,PSS,SDS)传感器阵列用于多种蛋白质的检测。本实验合成了三种不同程度铜缺陷的Cu_(2-x)Se@M(M=PAH,PSS,SDS),它们具有不同的过氧化物酶活性,能够催化Decitabine过氧化氢(H_2O_2)氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺二盐酸盐(TMB),生成蓝色的氧化型TMB(Ox TMB)。不同分子量和等电点的蛋白质,能与不同的硒化铜纳米颗粒之间发生相互作用,从而不同程度地影响其纳米酶催化活性,各自产生独特的吸光度信号。以Cu_(2-x)Se@M作为传感器受AG-221作用体构建传感器阵列,以Ox TMB的吸光度变化为信号响应,通过线性判别分析(LDA)对数据进行处理,可以成功鉴别不同浓度下的甲胎蛋白(AFP),前列腺抗原(PSA),血清白蛋白(HSA),血红蛋白(Hb),胰蛋白酶(Try)和胃蛋白酶(Pep),并能对0.1-5.0μmol/L范围内的AFP和PSA进行定量分析,R~2分别为0.987和0.997。将该传感器用于对癌症患者(肝癌和前列腺)和健康人群的鉴别和预测,准确率均为100%。(3)Cu_(2-x)Se@HA-DOX用于癌细胞的化学-化学动力学协同杀伤。在第一个工作中合成的Cu_(2-x)Se@HA上负载药物阿霉素(DOX),形成Cu_(2-x)Se@HA-DOX复合纳米材料。一方面,Cu_(2-x)Se@HA-DOX和癌细胞内过表达的HAase作用,释放DOX,产生化学治疗的效果;另一方面,Cu_(2-x)Se@HA在癌细胞内的肿瘤微环境(TME)下,可以通过类芬顿反应生成大量羟基自由基,产生化学动力学治疗的效果,协同杀伤癌细胞。细胞成像实验结果显示,与Cu_(2-x)Se@HA-DOX共同孵育的人喉癌上皮细胞(HEp-2)内能观察到游离DOX的红色荧光,进一步用DCFH-DA处理后,细胞内能观察到绿色荧光出现,表明产生了大量活性氧。细胞毒性实验结果显示,与单一治疗模式对比,Cu_(2-x)Se@HA-DOX展现出更好的化学-化学动力学协同杀伤效果。综上所述,本文利用硒化铜纳米颗粒独特的光学性质和催化活性,分别实现了对肿瘤标志物透明质酸酶和多种蛋白质的检测,并进一步用于协同杀伤癌细胞,拓宽了硒化铜纳米材料在肿瘤的诊断和治疗中的应用。