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近年来，纳米石墨烯由于其独特的物理化学性质，在生物医学领域引起了广泛的关注。利用其对近红外光具有较强吸收的特性，纳米石墨烯可以作为一种光热试剂对肿瘤进行光热治疗，已有的研究显示其展现出了很好的肿瘤杀伤效果。之所以能够取得如此好的治疗效果，是因为纳米石墨烯的光热治疗具有很好的选择性和特异性，其对正常组织和细胞不会造成明显的光毒性，而对肿瘤细胞具有较强的选择性杀伤能力。因此，在本课题组利用纳米石墨烯光热治疗肿瘤的前期研究基础上，本论文将放射性核素碘-131标记到纳米石墨烯表面使其具有放射性，进而用于肿瘤的核素成像引导下的肿瘤光热治疗和放射治疗的协同治疗，达到优异的协同杀伤肿瘤细胞的效果。通过对实验小鼠的血生化和血常规以及组织切片分析，碘-131标记的纳米石墨烯在达到肿瘤治疗效果的剂量条件下，并没有对实验小鼠造成明显的毒性。本课题的主要研究内容如下： 第一章:简要概述了功能纳米材料在肿瘤放射治疗中的应用，以及阐述了纳米石墨烯在肿瘤成像和光热治疗领域中的应用，并着重阐述了本论文的选题依据和研究重点。 第二章：首先采用Hummers氧化法合成制备了氧化纳米石墨烯（GO），通过水合肼还原法将氧化石墨烯还原得到还原纳米石墨烯（RGO）并进行适当的表面修饰，获得具有良好生物相容性和稳定的聚乙二醇修饰的 RGO（RGO-PEG）。我们将放射性核素碘-131通过氯胺T氧化法标记到RGO-PEG表面，并在体外生理溶液中验证了放射性碘-131标记RGO-PEG的稳定性，从而获得高标记率和高放射稳定性的131I-RGO-PEG功能复合物。 第三章：本章节研究了131I-RGO-PEG功能复合物在细胞水平的联合治疗的效果。通过选用CCK-8方法研究了RGO-PEG、游离131I、光学治疗、放射治疗以及131I-RGO-PEG功能复合物的光热治疗与放射治疗联合对4T1细胞的毒性，发现131I-RGO-PEG功能复合物在联合光热治疗与放射治疗时，显著地提高对癌细胞的杀伤效果。 第四章：本章节研究了131I-RGO-PEG功能复合物在活体水平的生物学分布、生物安全性以及光热治疗与放射治疗联合治疗肿瘤的疗效。我们选用 BALB/C荷瘤小鼠模型进行了生物学分布实验，研究发现131I-RGO-PEG功能复合物具有很好的肿瘤的被动靶向功能，其在肿瘤部位的最高富集量可达4.38%。在活体肿瘤的联合治疗研究中，131I-RGO-PEG功能复合物具有很好的肿瘤杀灭效果，且对实验小鼠没有造成明显的毒副作用。 总而言之，在本论文中，首次实现基于纳米石墨烯的肿瘤光热治疗和放射治疗协同治疗研究，对肿瘤进行有效的杀伤，并且对实验小鼠没有造成明显的毒副作用。希望通过本课题的研究，进一步促进纳米石墨烯在生物医学领域的应用，为发展探索基于纳米材料的新型肿瘤治疗方法提出了新的思想和策略。