介孔氧化硅纳米材料在生物领域中的应用随着近几年人们越来越深入的研究而变得越来越重要。尤其是在基因药物载体方面,介孔氧化硅纳米材料以其独特的性能为生物基因治疗技术的发展提供了新的方向与可能。本文希望利用介孔氧化硅纳米材料携带小片段目的核酸在体外安全高效地进行细胞转染。本论文中首先通过SEM、TEM、XRD、Zeta电位、BET等表征手段对实验所用的介孔氧化硅纳米材料进行了一系列表征。结果表明该纳米粒子是一种粒径在400nm左右、孔径为2.6nm、比表面积为795.3m~2/g的具有规则孔道结构的高度分散的球形纳米粒子。并且在氨基化修饰之后材料表面由负电荷转变成了较高的正电荷而材料的其他性能并没有发生变化。因此选定此介孔氧化硅纳米粒子进行后续的细胞摄入研究。针对所用的介孔纳米粒子的孔径,选定鲱鱼精DNA(100bp)、20bp DNA、21bp FAM-siRNA三种核酸作为目的基因,通过琼脂糖凝胶电泳观察材料对核酸的吸附释放与保护作用。结果表明介孔氧化硅纳米材料能够高效地吸附核酸并且很好地保护核酸免受核酸酶的酶解,并且在一定条件下核酸能够从材料/核酸复合物中得到充分释放。本实验主要内容为通过激光共聚焦显微镜以及流式细胞仪测定FITC标记的负载不同核酸的介孔氧化硅纳米材料在无血清条件下于两种不同的肿瘤细胞系(HeLa细胞和HepG2细胞)中的细胞摄入量。两种检测结果都表明在同一细胞中粒子的摄入量是与所携带的DNA相关的,高达90%的HeLa细胞摄取了负载较高量小片段DNA的载体材料。携带较低量DNA氨基化纳米粒子的摄入量与未吸附任何DNA的氨基化粒子基本相当。两种肿瘤细胞系的摄入规律基本一致。激光共聚焦检测了携带有自发荧光的siRNA(FAM-siRNA)的氨基化纳米粒子的HeLa细胞的摄入,实验结果显示出细胞的摄入量非常高,甚至高于携带较高量20bp DNA的粒子。另外实验中还对模拟体内环境在不同浓度血清培养液下的HeLa细胞摄入进行了探讨。激光共聚焦结果表明血清的浓度对该材料的细胞摄入不会产生任何的影响,无论是无血清条件还是完全培养液条件下,细胞均能对材料有较高地摄入量。实验最后通过MTT法分析测定材料对细胞的毒性结果表明该材料的生物相容性非常好,无论是修饰前后的纳米粒子还是吸附DNA之后的粒子对于细胞的生长增殖均未产生影响。介孔氧化硅纳米材料的摄入实验及其毒性的研究对材料在生物载体中的应用以及对后期材料携带siRNA进行细胞的靶向转染发挥基因沉默效应而进行基因诊断与治疗提供了充分的理论依据。