纳米科学技术的进步帮助人类解决了很多个人和社会问题。癌症是严重的全球健康问题之一,亟需找到有效的诊断和治疗方法,如果早期不能对该疾病的诊断和治疗进行有效的控制,今后该疾病的新发病率可升至惊人的数字。目前,通过单一治疗方式可能尚无法实现成功抗癌,因此,多模式疗法和诊断的协同作用对于抗击癌症至关重要。而纳米复合材料可以结合单个纳米平台各自的诊断、治疗优势,是未来解决癌症早期诊断、治疗及相关问题的有效手段之一。因此,本论文成功构建了两种基于上转换发光纳米粒子的新型多功能稀土复合纳米诊断-治疗剂和一种近红外光诱导可降解的锑纳米材料,系统开展了纳米复合材料在生物成像和治疗方面的应用研究。具体包括以下几方面:1、基于稀土上转换发光纳米粒子-黑磷纳米片的纳米复合物用于生物成像和光热/光动力协同治疗我们成功合成了多功能的治疗-诊断纳米复合材料,并应用于体外协同光热/光动力治疗和双模态成像（上转换发光和磁共振成像）。首先,分别采用热裂解和液相剥离法,合成核壳型上转换发光纳米粒子NaYF4:Yb,Er@NaGdF4（UCNP）和黑磷纳米片（BPNS）,然后将UCNP与BPNS进行共价键组装得到UCNP-BPNS纳米复合物。实验结果表明,在808 nm激光照射下,约85%与纳米复合物孵化后的HeLa细胞被杀死,表明UCNP-BPNS具有良好的光热转换效果,可用于纳米复合材料对癌细胞的光热治疗（PTT）。此外,在980 nm激光照射下,与UCNP-BPNS孵化的HeLa细胞只有29%左右的成活率,这是由于UCNP与BPNS之间发生Forster共振能量转移（FRET）,从而导致BPNS产生单线态氧杀死癌细胞,产生了很好的光动力治疗（PDT）效应。UCNP-BPNS在808和980nm激光的同时照射下,产生的协同PTT/PDT治疗效果（HeLa细胞约91%被杀死）显著高于单独的PTT或PDT效果。此外,纳米复合材料表现出良好的磁共振成像和上转换发光成像。这些结果表明,UCNP-BPNS实现了单一材料同时展现出双模式成像和协同治疗的效果。2、近红外光诱导可降解纳米锑基药物负载体系用于协同化学-光热治疗首先利用巧妙的方法合成了良好单分散的锑纳米粒子,并通过静电作用负载抗癌盐酸阿霉素（DOX）,然后利用聚丙烯酸（PAA）对其进行改性,以提高其生物相容性。所得药物负载体系AMNP-DOX-PAA,在808 nm激光照射下不仅具有较高的光热转换效率,也由于激光照射诱导的体系温度升高,提高了 DOX释放的pH响应性。由于药物释放带来的化疗效果和锑纳米粒子的光热效果的协同作用,约97%的HeLa细胞被杀死。更有趣的是,AMNP显示出非常快的激光诱导降解性（约10分钟降解完）,这样纳米体系可以在短时间内降解从体内排出,因此在实施协同化疗-光热治疗后,将显著降低纳米材料在体内的毒性。此外,我们利用密度泛函理论第一性原理对该体系进行计算,分析了 AMNP发生降解的机理。结果表明,近红外激光能诱导锑纳米粒子在水中进行光热活化反应,随着温度的进一步升高,先形成Sb-H键,再形成Sb-OH键,导致表面降解。3、稀土上转换-锑核-壳纳米体系用于双模成像介导的光热治疗第2部分研究的锑基药物负载体系具有良好的光热治疗效果和可降解性,我们希望能够将其与稀土上转换发光纳米粒子进行复合得到纳米诊断-治疗剂。因此,本部分我们首先合成了核-壳-壳结构的稀土上转换发光纳米粒子NaYF4:Yb,Er@NaYF4:Yb,Nd@NaGdF4:Nd（UCNP）,接着利用种子介导法在其表面生长一层锑纳米壳层,并将其改性得到具有良好水溶性的纳米体系UCNP@Sb-PEG。实验结果表明,在808 nm激光激发下,UCNP@Sb-PEG表现出很高的光热转换效率,并且随着激光照射时间的延长,壳层锑发生降解,从而UCNP的上转换发光得以恢复,可用于上转换荧光成像。此外,由于稀土 Gd元素的存在赋予了 UCNP@Sb-PEG有效的磁共振成像T1加权信号,使其能够用于磁共振成像。目前,该体系的相关生物应用实验还在进行中。