光学治疗作为一种新兴的肿瘤治疗手段,因其时空响应性、非侵入性等特点受到广泛的研究。其基本原理是通过特定波长的光激发富集在肿瘤部位的光学治疗制剂产生热或者活性氧（ROS）来杀伤肿瘤。但目前肿瘤光学治疗制剂因激发光穿透深度浅、缺乏肿瘤选择性、治疗作用不持久等问题,导致治疗效果受限。近年来,具有特殊光学性质的纳米材料被广泛应用于肿瘤光学治疗纳米制剂的研发。并且,随着纳米技术在药剂学领域的不断深入发展,将功能性纳米基元经组装的方式构建多功能纳米复合光学治疗制剂,可以进一步提高肿瘤光学治疗的选择性,从而提升治疗的有效性与安全性;还可以通过与分子影像的结合,实现治疗的可视化;也可以整合多种治疗模式,实现肿瘤光学治疗与其他治疗方法的协同作用以提升疗效。因此,多功能纳米复合光学制剂的构建与应用研究已成为当前光学治疗研究领域的热点之一。模板法可以高效组装功能性纳米基元,是构建多功能纳米复合制剂的重要手段。基于有机高分子作为软模版构建的纳米复合制剂可具有动态变化的形态结构,有利于实现肿瘤微环境特异性响应的治疗。本文首先合成肿瘤pH响应型高分子光敏剂配体作为软模板,通过亲疏水作用与上转换纳米粒子进行组装,构建近红外激发肿瘤pH响应型纳米光动力制剂（PPNs）。PPNs在正常生理条件下（pH 7.4）呈组装聚合状态（¹20 nm）,表面电位为负,内部光敏剂因疏水作用聚集淬灭,无光活性。PPNs进入肿瘤微环境（pH 6.5）后,pH响应型配体质子化,表面电位转正,与带负电的细胞亲和力增大,入胞能力增强。同时,PPNs因静电斥力开始膨胀（¹50 nm）,内部光敏剂分子间距增大,光动力活性开始恢复。当PPNs进入到胞内溶酶体（pH 5.5）时,PPNs彻底解离（³0 nm）,光动力活性完全恢复。经980 nm激光照射,上转换纳米粒子吸收后发出的荧光进一步激发光敏剂,显示出pH选择性的ROS产出及细胞毒性。上转换荧光还可用于活体成像,指导激光的照射。体内抑瘤实验证明PPNs能有效抑制肿瘤生长,并在7 mm猪肉组织覆盖的肿瘤模型中验证了PPNs介导的深度光动力治疗。此外,利用无机纳米材料作为硬模板组装成纳米复合制剂,更容易将多种功能性纳米基元进行整合,有利于实现成像指导下的多模式治疗。本文进一步使用介孔氧化硅（MSN）作为硬模板,将具有催化功能及磁共振成像（MRI）功能的超小氧化铁纳米粒子（IONP）修饰在其表面,并在内部包覆金纳米棒（Au）作为光热转换剂,形成核壳卫星结构的多功能协同纳米光热制剂（Au@MSN@IONP）。Au@MSN@IONP的水合直径为109 nm,有利于被动靶向至肿瘤部位。并且其在红外区域具有很强的吸收,经808 nm激光照射可引起显著的升温,证明起其具有良好的光热转换性能。此外,由于氧化铁的修饰Au@MSN@IONP具有良好的芬顿反应催化能力,以及T₂加权MR增强成像的能力。基于这些突出的功能,我们将Au@MSN@IONP用于治疗目前无有效治疗手段的三阴性乳腺癌（TNBC）。由于TNBC细胞表面缺乏铁转运蛋白,使得Au@MSN@IONP中的铁离子更易滞留在细胞中,在808 nm激光的照射下,包覆的金纳米棒产热,诱导TNBC细胞中过氧化氢水平的上升,从而为铁催化的芬顿反应提供底物产生大量羟基自由基诱导肿瘤细胞凋亡。通过对比不同细胞系发现,对铁转运蛋白缺乏的TNBC细胞毒性尤为显著。经磷酸化蛋白组学分析,Au@MSN@IONP治疗后可通过激活Bcl-2家族蛋白以及抑制PI3K/Akt/FoxO信号通路促进TNBC细胞的凋亡。此外,体内MR成像能精准定位肿瘤以及提供最佳光照时间,提升治疗的精确度。通过光热与芬顿反应的协同作用,Au@MSN@IONP展现出显著TNBC肿瘤抑制作用,治疗后肿瘤几乎消除。此外,小鼠体重、主要脏器病理染色、血生化指标均无显著差异,表明其具有良好的生物安全性。本论文通过物理、化学及药剂学方法,构建了一系列多功能纳米复合光学治疗制剂来提升肿瘤光学治疗的效果:（1）基于肿瘤pH响应型高分子光敏剂配体软模板与上转换纳米粒子组装构建纳米复合光动力制剂,通过肿瘤pH响应的结构变化控制光敏剂分子的光活性,实现近红外激发肿瘤pH响应的深度光动力治疗;（2）将具有MR成像及催化作用的超小氧化铁纳米粒子与光热转化剂金纳米棒通过介孔硅硬模板组装构建多功能协同纳米光热制剂。利用TNBC细胞铁转运蛋白缺乏导致铁更易滞留的特点,通过光热诱导胞内H₂O₂水平的上升来增强铁依赖性芬顿反应,实现MR成像指导光热/芬顿反应联合的TNBC特异性治疗。本文基于模板法制备多功能纳米复合光学制剂的策略为未来临床肿瘤光学治疗制剂的开发提供新的思路及理论基础。