肿瘤微环境与肿瘤的发展密切相关。复杂的肿瘤微环境不仅促进肿瘤的生长和转移,而且使肿瘤对多种治疗方式产生极强的治疗抵抗性。因此,本论文聚焦于肿瘤微环境,针对肿瘤微环境中高水平谷胱甘肽（GSH）、多胺以及乏氧等特点,设计了肿瘤微环境响应型纳米材料,分别从监控肿瘤微环境、利用肿瘤微环境、调控肿瘤微环境三个方面实现了肿瘤高效诊疗。主要研究内容如下:1.基于磁敏感加权成像（SWI）的磁共振能量转移策略（MRET）用于肿瘤区GSH的精准监控。目前,已经报道的GSH响应型MRI纳米探针存在灵敏度低,无法实现活体肿瘤内GSH精准检测等缺点。基于此,我们提出了基于SWI的MRET创新策略,设计并合成了GSH响应型纳米探针（Fe3O4-S-S-Co Fe2O4）,该纳米探针到达肿瘤部位后,可以高灵敏度响应肿瘤微环境中过量的GSH,引发材料磁化率减小和SWI信号的变化,进而实现活体肿瘤内GSH含量的精准检测。总之,该策略不仅提高了GSH响应型MRI探针的检测灵敏度,也为设计其它肿瘤微环境监控型MRI纳米探针提供了新的思路。2.利用肿瘤微环境多胺实现羰基应激策略用于肿瘤氧化损伤治疗。肿瘤微环境中高水平的多胺具有促进肿瘤细胞生长,并严重抑制自由基引发的脂质过氧化（LPO）和DNA损伤的作用,从而导致肿瘤治疗效率降低。基于此,我们提出了一种肿瘤微环境多胺激活的羰基应激策略,利用肿瘤微环境中高水平的多胺,将其转化为有毒性的过氧化氢（H2O2）和丙烯醛,有效克服了氧化损伤治疗效率低的缺陷。通过将多胺氧化酶（PAO）装载到具有高芬顿反应活性的MIL-100中,进一步用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰,获得了分散性良好的MPP（MIL-100@PAO@PVP）纳米颗粒。该纳米颗粒到达肿瘤部位后,迅速消耗肿瘤部位的多胺,产生大量的过氧化氢（H2O2）和丙烯醛。其中,H2O2促进了化学动力学（CDT）诱导的氧化损伤。更重要的是,产生的高毒性丙烯醛能够进一步引发羰基应激,抑制谷胱甘肽过氧化物酶4（GPx4）以及DNA修复蛋白的活性,从而加剧氧化损伤诱导的细胞凋亡。本项研究提出的多胺激活的羰基应激策略,不仅可以有效克服氧化损伤抗肿瘤效率低的缺陷,也为利用肿瘤微环境实现肿瘤高效治疗策略提供了新思路。3.利用硅化镁纳米颗粒调控肿瘤微环境策略用于放疗增敏研究。在放疗中,X射线分解水产生的羟基自由基（·OH）和预水化电子是等量的,且预水化电子的DNA损伤效率是·OH的两倍。然而,大量的预水化电子会被肿瘤微环境中的氧化性物种（O2、H2O2、·OH等）迅速淬灭,严重限制了放疗效果。基于此,我们提出了一种硅化镁纳米颗粒介导的肿瘤微环境还原性调控策略,用于提升预水化电子的放疗增敏效果。其中,利用硅化镁纳米颗粒特异性响应酸性肿瘤微环境释放的还原性硅烷,可以有效清除肿瘤微环境中的氧化性物种,显著提升肿瘤放疗过程中预水化电子的数目,增强治疗效果。体内、体外的实验结果均表明:硅化镁纳米颗粒具有显著的肿瘤放疗增敏效果,且硅化镁纳米颗粒诱导的还原性微环境,有效抑制了DNA修复蛋白的表达。该肿瘤微环境调控策略,不仅有效提升了放疗效果,也为放疗增敏研究提供了新的思路。