金纳米棒由于具有强的近红外吸收、高的光热转换效率、集多种影像功能于一体等诸多优点,使其在肿瘤的精准医疗上具有广阔的应用前景。但其应用仍面临诸多挑战,如金纳米棒长期滞留体内带来的安全隐患、肿瘤乏氧区治疗效果差等。为了解决这些问题,本课题首先利用无种子法宏量合成超小(长度<25 nm,直径<6 nm)、可肾清除、近红外吸收性能优异的金纳米棒,并通过聚乙二醇(PEG)修饰,增加生物相容性;随后以巨噬细胞为运载工具,利用其乏氧趋向性,将超小的金纳米棒输送到肿瘤乏氧区,提高肿瘤乏氧区的治疗效果;最后通过光声成像等手段探索如何克服生物壁垒,提高诊疗试剂的输送和对癌症的治疗效果,为肿瘤的治疗提供了新思路。本文主要包括以下内容:第一,利用无种子法宏量合成了粒径均一、近红外吸收性能优异的超小金纳米棒。随后,采用配体交换的方法,将超小金纳米棒表面具有较高毒性的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)转换成具有较好生物相容性的PEG,得到了粒径均一、单分散性良好、具有三种不同表面电荷的超小金纳米棒。第二,首先我们研究了不同表面电荷的超小金纳米棒的生物相容性,研究表明,正电荷的超小金纳米棒具有较高的生物毒性而负电荷和中性电荷的超小金纳米棒具有良好的生物相容性;其次,我们探究了巨噬细胞对负电荷和中性电荷超小金纳米棒的吞噬效果。实验表明,巨噬细胞对表面带负电荷的金纳米棒吞噬效果最好;最后,研究了巨噬细胞装载金纳米棒后的生物活性和近红外吸收性能,证明了吞噬后巨噬细胞仍然具有较好的生物活性,同时金纳米棒也具有较好的近红外吸收。第三,为了探索巨噬细胞担载超小金纳米棒对乏氧区的治疗效果,我们利用光声影像以及组织切片技术对其在肿瘤乏氧区的靶向性进行了研究。实验结果表明,巨噬细胞能够携带超小金纳米棒到达肿瘤乏氧区,为提高肿瘤乏氧区的治疗效果奠定了基础。第四,对肿瘤乏氧区进行治疗是提高肿瘤治疗效果的有效途径之一,因此,我们利用巨噬细胞担载超小金纳米棒对肿瘤乏氧区的治疗进行了初步探索。通过对小鼠肿瘤复发率和小鼠存活率的研究证明,相比于非靶向组(超小金纳米棒组),靶向组(巨噬细胞担载超小金纳米棒组)小鼠的肿瘤复发率降低了37.5%,存活率提高了37.5%。证明了利用巨噬细胞担载超小金纳米棒能有效提高肿瘤的治疗效果。