细胞内的氧化还原平衡对维持细胞正常的生理活动起着非常重要的作用。而肿瘤由于其独特的增殖代谢方式,导致其对氧化应激压力比正常细胞要更敏感。活性氧(ROS)是氧化应激时产生的主要分子,主要包括羟基自由基,超氧阴离子自由基,和单线态氧。利用纳米材料在肿瘤区域积累,并催化产生ROS来增加肿瘤区域氧化应激压力,是近年来肿瘤诊疗领域的热门话题。在这篇论文中,主要是设计了一些复合纳米材料,通过催化分解肿瘤区域相较于正常细胞高浓度的底物(葡萄糖和过氧化氢)产生ROS,并结合其他治疗手段,来增强对肿瘤抑制的效果。与此同时,利用材料本身的成像增强性质,将肿瘤区域标记出来,兼顾治疗区域的成像。本篇论文主要包括三个部分:(1)馄饨形Bi@PVP@Au Pt类酶活性复合纳米颗粒的合成表征与生物相容性在这项工作中,设计了一个级联催化系统,该系统完全由纳米酶组成。在铋纳米颗粒的表面包裹携带了金铂双金属纳米簇的膜状聚乙烯吡咯烷酮,该纳米颗粒可以催化葡萄糖和过氧化氢的分解以产生活性氧。制备过程可以概括为,用硼氢化钠还原氧化铋可制得铋纳米颗粒,并使用聚乙烯吡咯烷酮作为弱配位剂,通过顺序电偶还原法合成金铂双金属纳米簇。最后,通过聚乙烯吡咯烷酮的化学吸附特性,通过简单的自组装过程制备了馄饨状的Bi@PVP@Au Pt纳米颗粒。之后对Bi@PVP@Au Pt纳米颗粒进行了详细的形貌表征,元素分析。探究了材料自组装原理。测试了葡萄糖氧化酶活性与过氧化物酶活性,并捕捉了酶催化底物分解过程中产生的活性氧。最后通过细胞毒性试剂盒,血液稳定性与安全性测试,H&E染色分析了材料的生物安全性,为后续生物应用打下基础。(2)馄饨形类酶活性纳米颗粒在辅助肿瘤诊断以及治疗上的应用在这个工作中,对先前合成的Bi@PVP@Au Pt纳米颗粒在肿瘤诊疗领域的应用进行了探索。由于馄饨形类酶活性纳米颗粒的特殊的催化活性,可以催化内源性的葡萄糖与过氧化氢产生活性氧来进行纳米催化治疗。又测试出材料具有可观的光热转化效应,计划将光热疗法与纳米催化疗法相结合以提高对肿瘤的治疗效果。实验结果在细胞层面以及实体瘤治疗实验中都展示出了高效的治疗效果,相对于单一的治疗手段疗效提升显著。同时,馄饨形类酶活性纳米颗粒还展示出多重的辅助医学成像功能,可以通过计算机断层扫描成像,光声成像和红外热成像三种手段对接受治疗的肿瘤区域进行实时的成像追踪。该材料展现出的良好的实验结果,为肿瘤诊疗领域提供了一条新的思路。(3)谷胱甘肽响应的复合纳米材料用于肿瘤区域谷胱甘肽耗竭并长效抑制谷胱甘肽合成的初步探索在这个工作中设计了一个纳米技术封装的智能小分子药物,通过谷胱甘肽敏感的连接臂连接IR780以及L-BSO,改变IR780的荧光和L-BSO的活性,并使用PLGA包封这个有机复合物,最后在PLGA纳米颗粒的表面生长二氧化锰。通过类芬顿反应催化肿瘤区域的过氧化氢产生ROS,并达到长效的谷胱甘肽耗竭效果。与此同时,该纳米颗粒还具有辅助医学成像能力。实验还尚未完全完成,只进行了初步探索。