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癌症的高发病率、高转移性和高死亡率使其成为当今社会危害人类生命健康的主要因素之一。虽然近几十年来全社会不断地加大人力物力财力的投入试图攻克癌症问题,以提高癌症的治愈率和癌症患者的存活率。但事实是在与癌症的斗争中,我们尚未取得全面胜利,目前仍有许多需要攻克的难关。众所周知,实现癌症的早期诊断与治疗对于提高癌症患者的治愈率具有非常显著的效果。本论文研究旨在基于一种新型光催化材料——BiOX纳米材料,开发一种新的肿瘤诊断与治疗试剂药物体系,以提高肿瘤的早期诊断效果及可追踪式治疗效果。本文首先选用水热法调控合成了两种厚度不同的白色BiOCl纳米片材料,尺寸均在200nm左右,厚度分别在20nm（nanoplate）和5nm（nanosheet）左右。本文通过表面修饰聚乙烯亚胺（PEI）对其材料表面电荷进行改性,使其由原先的不带电状态转变为带正电状态,从而在静电力作用下提高材料的水分散稳定性。接着,本文还引入了细胞破碎仪超声处理,进一步提高材料的分散性。此外,通过材料表面修饰聚乙二醇（PEG）,改进了材料的生物相容性,以实现其生物应用。在完成白色BiOCl纳米片的材料制备与改性之后,作者利用噻唑蓝比色法（MTT法）对其进行了生物毒性测试,测试结果表明该材料具有较好的生物相容性,较低的生物毒性,可满足生物治疗应用要求。之后,作者在细胞层次进行了该材料的肿瘤光动力治疗（PDT）应用研究,研究结果表明,本文合成的BiOCl纳米片材料可以很好地实现细胞层次的低功率（2.2mw/cm2）紫外光诱导肿瘤光动力治疗效果,而在相同条件下,作为对照的传统光动力治疗无机纳米材料商用二氧化钛（TiO2）则基本不具有治疗效果。这也是BiOX体系纳米材料首次实现生物医学领域的应用。作者在白色BiOCl纳米片材料的研究基础上,进一步进行了缺陷化BiOCl纳米材料（黑色BiOCl）的合成、表征、改性及肿瘤成像与治疗应用研究。通过水热合成白色BiOCl材料进而进行紫外黑化、水热合成白色BiOCl材料进而进行退火处理、溶剂热法合成灰色BiOCl材料进而进行紫外黑化等多种制备方法的尝试研究,最终本文创新性地开发出了可以很好地解决材料的抗白化稳定性的黑色BiOCl纳米材料的新型制备方法,该方法已申请专利。该制备方法主要结合了传统的溶剂热法和紫外光照脱氧处理法,并在制备过程中引入了具有很好的生物相容性的弱还原性试剂柠檬酸钠,从而实现了材料的黑色稳定,解决了材料黑色不稳定,在空气中尤其是升温过程中易被氧化白化的问题。得到黑色稳定BiOCl纳米材料后,作者对其进行了光热升温测试和细胞毒性测试,在得到较好的光热转换效果和较好的生物相容性实验结果后,作者分别利用该材料进行了细胞层次和小鼠模型活体层次的体外和体内肿瘤光热治疗实验研究。研究结果表明该材料具有很好的肿瘤光热治疗效果。此外本文还进行了该材料活体层次的CT造影成像研究,也得到了可观的成像效果。因此,本文制备的黑色BiOCl纳米材料是一种新型的肿瘤成像与治疗一体化的纳米诊疗试剂。在上述单一BiOCl纳米材料的肿瘤诊疗应用研究基础上,作者尝试进行Bi基纳米材料体系复合纳米材料的合成及其在肿瘤诊断与治疗中的应用研究。本文利用原位氧化还原法合成了BiOCl/Bi2O3复合纳米材料。MTT实验结果表明该复合材料具有很好的生物相容性。在未来的研究中,可对该复合材料进行肿瘤CT成像、光动力治疗和光热治疗研究,并将其实验结果与单一的BiOCl材料进行对比,得出复合材料与单一材料在肿瘤诊疗应用效果中的差异性。