近年来，石墨烯和以石墨烯为基础的复合纳米材料以其丰富的物理和化学性能已被广泛用于包括生物医学在内的许多领域。在本论文的工作中，我们首次制备了一种由四氧化三铁纳米粒子（IONPs）和金纳米结构共同修饰的氧化石墨烯纳米结构，得到的新型多功能GO-IONP-Au的复合纳米材料具有很强的超顺磁性和显著增强的近红外（NIR）区光吸收。我们用聚乙二醇（PEG）对GO-IONP-Au进行表面修饰，获得的GO-IONP-Au-PEG在生理环境中具有很好的稳定性，且无显著的体外毒性。在细胞水平和活体水平的实验结果都证明GO-IONP-Au-PEG与我们之前研究的PEG化氧化石墨烯（GO-PEG），和PEG化的磁性氧化石墨烯（GO-IONP-PEG）相比都具有显著增强的肿瘤光热治疗效果。此外，GO-IONP-Au-PEG复合纳米材料中所具备的磁性和由于其表面金纳米结构带来的X射线吸收能力可以进一步用作磁共振（MR）和X射线双重成像。我们的研究结果表明石墨烯基多功能复合纳米材料在癌症影像与治疗中具有良好的应用潜能。