磁性液体热疗是肿瘤热疗的一种，就是将磁性液体定位于肿瘤部位，磁性液体中的磁性粒子在交变磁场的作用下产生热量，提高肿瘤部位的温度，使瘤区的温度达到41-46℃就可以杀死肿瘤细胞，达到治疗的目的。磁性液体热疗作为一种新的治疗肿瘤的方法，由于其特有的靶向、微创、低毒副作用等优点正逐渐受到人们的关注并成为研究的热点。 先进的磁性加热介质——磁性液体是这种热疗方法的关键技术之一。本论文的研究围绕着磁性液体热疗中采用的磁性纳米材料进行。研究内容包括，制备和表征可应用于磁性液体热疗的不同粒径分布的磁性纳米材料，它们的磁性，特别是其在交变磁场作用下的磁热性质的研究，磁性纳米材料的表面修饰研究，以及应用磁性纳米材料进行磁热疗的体外细胞实验研究，和对移植性实体肿瘤的磁性液体热疗的体内动物治疗实验研究。 采用共沉淀法制备了三种粒径分别为6.6nm、8.8nm和13nm的Fe3O4纳米粒子，并对其进行了TEM、ED、XRD等结构和形貌的表征。对制备的三种小粒径的Fe3O4纳米粒子采用Fe(NO3)3氧化将其转变为γ-Fe2O3。采用溶胶-凝胶法制备了从37nm到623nm的不同粒径分布的Fe3O4纳米粒子，并对其进行了TEM、ED、XRD等结构和形貌的表征。 研究了不同粒径的Fe3O4和γ-Fe2O3纳米粒子的磁性及其在交变磁场的作用下升温的磁热性质及其物理学机制。概括起来就是，不同粒径的Fe3O4和γ-Fe2O3纳米粒子具有不同的磁学性质，而不同磁性的粒子在交变磁场下磁热效应的物理机制也不同，表现在它们在磁场下的比能量吸收率SAR值具有强烈的尺寸依赖性。对于40nm以上的Fe3O4粒子而言，随着尺寸的增大，粒子逐渐由亚铁磁性的单畴过渡到多畴，而在这个粒径区域的粒子在交变磁场下磁热效应的物理机制主要是磁滞损耗，随着尺寸的增大，粒子在交变磁场下产生的磁损耗也就越小，SAR值越小，表现在磁热效应上则是其分散溶液的温度升高越缓慢。当Fe3O4和γ-Fe2O3纳米粒子的粒径从40nm向10nm变化的时候，粒子由单畴的亚铁磁性快速过渡到超顺磁性。对于超顺磁性的粒子，其热效应归为奈尔弛豫和布朗弛豫所致；从亚铁磁性到超顺磁性的过渡区域的粒子，其性质非常复杂，我们简单的认为这个区域的粒子兼有了亚铁磁性和超顺磁性的部分特点，认为磁滞损耗与奈尔弛豫和布朗弛豫导致的损耗对其磁热效应都作出贡献。而无论是实验还是理论的计算都表明，这个区域的粒子在交变磁场下的比能量吸收率SAR值虽然略低于单畴的40nm左右的粒子的SAR值，但是要明显高于完全超顺磁性的10nm以下的粒子的SAR值。 制备了四种表面修饰不同分子的Fe3O4纳米粒子：谷氨酸修饰的Fe3O4纳米粒子；硅烷偶联剂APTS修饰的Fe3O4纳米粒子；PEG修饰的Fe3O4纳米粒子和SiO2包覆的Fe3O4纳米粒子。谷氨酸修饰和APTS修饰的Fe3O4纳米粒子都可以提供一个功能性的基团-NH2，可以进一步与其它的生物分子偶联，实验结果表明Fe3O4-APTS纳米粒子可以通过表面的-NH2基团与HRP分子形成共价偶联。而PEG的修饰则可以使粒子靶向到肿瘤细胞，而避免被免疫系统所识别和吞噬。谷氨酸修饰的Fe3O4纳米粒子具有非常好的稳定性，可以稳定放置180d以上而不出现絮沉。 综合前面的研究结果，采用湿化学共沉淀制备及空气氧化和表面修饰技术，成功实现了水基磁性液体的制备工艺，获得了磁性液体热疗的样品Fe2O3-Glu，单产已实现6公斤级，并且生产工艺简单，设备投资少，易于实现。样品Fe2O3-Glu的粒径为17nm，并且在80kHz交变磁场条件下具有很好的升温特性。 最后，应用磁性液体Fe2O3-Glu进行了磁性液体热疗的体外细胞实验和动物体内实验，分别研究了Fe2O3-Glu磁性纳米粒子在交变磁场的作用下产生的热效应对体外的肿瘤细胞和移植性动物肿瘤模型的治疗作用。在细胞的热疗实验中，热疗组的SMMC-7721和L929细胞的死亡率分别达到85.9％和84.8％，产生了显著的细胞内热疗的效果。Fe2O3-Glu磁性液体热疗治疗裸鼠移植性肝肿瘤的实验结果表明，Fe2O3-Glu磁性纳米粒子在高频交变磁场中可以使裸鼠肝癌组织温度升高，磁性液体热疗对肿瘤有治疗作用。