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癌症成为当前世界第二大致死疾病的主要原因是:(1)化疗药物一般基于其毒性杀伤肿瘤细胞，但缺乏肿瘤靶向性，对正常组织造成一定的损伤，引起强烈的副作用。同时，随着用药时间和剂量的增加会产生耐药性。(2)无法实现肿瘤的早期诊断和治疗，无法进行实时监测。癌症致死的重要原因是无法控制其转移，如果能在肿瘤发展初期及早发现和控制，将会大大降低致死率。世界卫生组织也把早期诊断视为癌症管理的第一步。同时，实时监测治疗过程有助于临床医生根据癌症患者的身体反馈制定下一步治疗计划。(3)药物不能及时代谢出体外，容易引起机体炎症反应，具有长期毒性的潜在风险。(4)药物很难突破实体瘤的生理及病理屏障渗透进入肿瘤内部发挥作用，大大限制了治疗效果。因此，发展高效低毒、诊疗一体化、相对安全的纳米药物迫在眉睫。 无机纳米材料由于其尺寸形貌可控、具有多种多样的配位基团和氧化还原状态、表面易于功能化修饰、较好的生物相容性、特殊的光学性质以及较高的光热转化效率等特点，能够为肿瘤的诊断和治疗提供一个多功能平台，在癌症诊疗领域具有非常广泛的应用前景。 本论文旨在通过无机纳米材料的功能化修饰和组分调控，尝试从以下几个方面为肿瘤治疗中存在的难题提出一些解决方案: 第一部分工作中，针对化疗药物靶向性差、毒性高、副作用大等问题，设计合成了一种具有核壳结构的新型金属配位聚合物Fe3O4@Salphen。利用纳米颗粒容易在溶酶体中蓄积的特点，Fe3O4@Salphen可在溶酶体低pH微环境中发生内转化，从无活性的前药降解，重新形成具有抗肿瘤活性的配合物Fe-salphen，初步达到选择性杀伤肿瘤细胞的目的。 第二部分工作中，设计合成了Bi2S3纳米棒，利用这一简单的化合物达到多模态成像指导的肿瘤热疗。由于Bi具有较高的X射线衰减，Bi2S3纳米棒在X射线计算机断层扫描(CT)成像中表现出很强的优势，同时，其近红外吸收可以用作光声成像(MSOT)和光热治疗(PTT)。Bi2S3纳米棒作为一种“精确的靶向武器”，利用多模态成像指导肿瘤光热治疗，实现了原发性肿瘤完全消除以及肿瘤转移抑制的目的。实现了高效低毒、早期诊断和靶向治疗。 第三部分工作中，在Bi2S3纳米棒的基础上构建了一种单相三元双金属硫化物Cu3BiS3纳米点，作为一种多功能、可降解和代谢的生物安全性纳米药物用于CT/MSOT/IR指导的肿瘤热疗。由于铜的掺杂，其吸收红移至近红外二区，激光穿透更深，有利于组织深部肿瘤治疗。同时其CT、光声成像及光热治疗性能并不受影响。最重要的是，超小的Cu3BiS3纳米点(10nm)可以通过肾脏过滤经尿液快速代谢出体外，少量体内残留物也可以在溶酶体等酸性微环境下迅速降解，通过代谢废物排出体外。在保证了优良的成像及肿瘤光热治疗性能的基础上，Cu3BiS3纳米点作为一种高效低毒，可降解、代谢的生物安全性诊疗一体化纳米药物，为精确诊断和治疗原发性肿瘤、抑制肿瘤转移提供了一个安全的纳米平台。 第四部分工作中，构建了一种透明质酸修饰的金-钆纳米复合载药体系，利用多模态成像（X射线计算机断层扫描、核磁共振、光声成像、同步辐射扫描透射X射线显微镜、同步辐射X射线荧光）对纳米复合载药体系在细胞和小鼠体内的运输过程进行追踪，清楚地显示了肿瘤的血管、大小、位置以及边界，同时证明了局域化温和热源能够促进纳米载药体系在肿瘤内部的积累和渗透。此外，这样的设计不仅实现了CD44高表达肿瘤细胞的靶向效应，还使热化疗联用起到协同增效的作用。在提高肿瘤治疗效果的同时，为解决药物在肿瘤部位的渗透性问题提供了一个可行性建议。 综上，本论文利用无机纳米材料的特殊性质，通过功能化修饰和组分调控，构建了高效低毒、多模态成像指导的生物安全性抗肿瘤纳米药物，初步解决了肿瘤内部药物蓄积和渗透性问题。为目前肿瘤治疗的瓶颈问题提供了一些可行的建议和参考依据。