纳米材料和活细胞之间相互作用的研究对于纤维材料的生物安全问题和基于纳米材料的纳米医学的发展具有重要意义。然而,目前为止,一维纳米结构,特别是具有高长径比（大于10）的纳米结构,与活细胞之间的相互作用规律和吞噬机制缺乏足够的关注。因此,本文将围绕二氧化硅一维纳米结构与细胞膜生物界面的相互作用展开。针对一维纳米结构的制备、纳米线与细胞相互作用的规律以及最后纳米管作为人工跨膜通道的应用,本文做出了系统的研究。在本课题中,我们基于溶胶凝胶法和模板法制备出三种不同长度分布的超高长径比（从10到120）一维纳米结构,包括荧光修饰的包覆二氧化硅壳层的银纳米线（Ag NW@SiO₂-FITC,SNW）和空心结构的二氧化硅纳米管（silica nanotube,SNT）。然后研究了一维纳米结构与HepG-2肝癌细胞的相互作用规律。通过对SNW的长度分布及其与细胞的位置关系的统计分析,我们发现SNW被完全摄取到细胞内的上限长度高达15μm。通过共聚焦激光扫描显微镜观察分析,我们发现SNW被细胞部分摄取并穿透细胞膜的跨膜位置关系。我们进一步揭示了这种跨膜SNW的时间依赖性内吞过程,其中SNW的内吞部分的长度显示出时间依赖性。利用流式细胞仪对不同内吞抑制剂处理后的细胞荧光强度进行统计分析,我们发现高长径比一维纳米结构进入细胞的机理同时包含网格蛋白介导的内吞作用和小窝蛋白介导的内吞作用。通过去除SNW的银纳米线（silver nanowire,Ag NW）Ag NW模板,获得了二氧化硅纳米管,我们发现它可以穿透细胞膜并充当人工纳米通道,从而有效地促进碘化丙啶分子的跨膜运输。除此之外,通过细胞毒性检测实验,证明了此类人工跨膜纳米通道可促进抗癌药物的细胞内传递并增强相应的癌细胞杀伤效果。因此,本课题主要制备了高长径比的一维纳米结构SNW和SNT,并研究了其与细胞相互作用的规律以及吞噬机制,最后还证明了空心结构的SNT可以作为人工跨膜纳米通道辅助货物的分子的跨膜递送。总而言之,本课题不仅阐释了一维纳米材料的细胞相互作用规律,而且通过构建具有一维纳米结构的人工纳米通道,为跨膜货物运输研究提供了新的思路。