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随着纳米技术的不断发展,各种结构和性能优良的纳米材料已经渗入到生命科学、药学、临床医学及化工等研究领域。新技术、新方法的不断涌现,推动了纳米材料的发展和应用。其中,介孔二氧化硅由于其高度有序的介孔结构、超高的比表面积、巨大的比孔容及表面易功能化等优势,已广泛应用于药物控释及分析检测领域。目前,已发展的刺激响应控制释放和分析检测体系通常采用共价或非共价的方法封堵介孔。然而,纳米塞的合成、修饰及其封堵介孔等操作繁琐、过程不可控。此外,通过化学反应切断链接剂,如还原切断二硫键,易产生有毒的硫醇,导致在生物体内产生毒副作用。其次,通过静电吸附或主客体包络作用等非共价组装的方式封堵介孔,具有制备简单、操作可控等优势,但封堵剂与介孔二氧化硅的亲合力较弱,在复杂的生物环境中不稳定,易产生药物泄露等不足。再次,示踪药物的传输与释放过程可为按需给药和个性化治疗提供保障,但其相关研究薄弱。鉴于此,本论文以介孔二氧化硅为载体,结合单链寡聚脱氧核苷酸（单链DNA）的分子构型多样、合成简单等优势,构建了细胞内自响应的药物控制释放体系。另外,结合芬顿反应的特点,设计了一种活体内原位检测过氧化氢的介孔二氧化硅传感器。主要研究内容如下:一、DNA介导原位可控生长银纳米颗粒功能化介孔二氧化硅的研究针对共价和非共价方式封堵介孔的不足,以及谷胱甘肽（GSH）化学切断二硫键产生有毒巯基化合物的问题,提出以DNA为模板原位生长银纳米颗粒,同时封堵介孔二氧化硅的新策略。利用银纳米颗粒与生物硫醇如GSH及半胱氨酸（Cys）之间的强烈亲和力,通过GSH与银纳米颗粒特殊的巯基-银反应,构建了介孔二氧化硅控制释放体系。同时,生成的银纳米颗粒的粒径可控,且其粒径、GSH浓度和药物释放效率相关,从而能满足不同GSH浓度下的刺激响应释放。二、DNA介导GSH响应的功能化介孔二氧化硅的可视化药物控释研究在上述工作的基础上,构建了一种基于介孔二氧化硅的可视化靶向药物控制释放体系,为按需给药和个性化治疗提供思路。通过荧光共振能量转移原理（FRET）,银纳米颗粒淬灭DNA模板上荧光团的荧光。同时,在银纳米颗粒表面共价修饰聚乙二醇（PEG）及靶标物如核酸适配体（aptamer）。考察了GSH刺激响应下的荧光恢复及药物释放效率,成功将其应用于活细胞和活体肿瘤内的成像与治疗。该体系显著提高了抗肿瘤药物的化疗效果并降低其毒副作用。三、DNA介导分子自组装功能化介孔二氧化硅的活体内H2O2成像分析针对目前芬顿反应检测过氧化氢（H2O2）的策略仅局限于缓冲溶液或细胞裂解液的问题,提出了利用芬顿反应原位检测细胞和活体内H2O2的方法。以介孔二氧化硅为载体包埋二茂铁,将标记荧光团的单链DNA共价交联在介孔二氧化硅表面,而后原位组装二萘嵌苯衍生物（PTAD）封堵介孔,构建了过氧化氢的传感器。通过荧光成像,该传感器成功应用于原位检测活体内的H2O2。四、DNA介导H2O2响应的功能化介孔二氧化硅的可视化药物控释研究在上述工作的基础上,构建了一种基于H2O2刺激响应的靶向可视化药物控制释放体系。通过介孔二氧化硅装载二茂铁和抗癌药物,在其表面共价修饰标记荧光团的核酸适配体,原位组装二萘嵌苯后,经荧光共振能量转移原理淬灭荧光团的荧光,考察了H2O2刺激响应下的荧光恢复及药物释放效率。该体系成功应用于抑制模型小鼠内的肿瘤增殖,提高了抗肿瘤药物的药效,同时降低了毒副作用。