弱酸性以及H2O2与谷胱甘肽（glutathione,GSH）过表达的肿瘤微环境（tumor microenvironment,TME）会影响肿瘤的增殖、凋亡以及转移,同时又为研究肿瘤微环境特异性响应的精准治疗方法带来了契机。因此,开发具有肿瘤微环境智能响应的纳米诊疗试剂是生物医学领域中极具挑战性的目标。化学动力学治疗（chemodynamic therapy,CDT）是通过过渡金属基材料催化肿瘤细胞中过表达的H2O2产生活性氧物种（reactive oxygen species,ROS）,诱导细胞发生氧化应激致使细胞凋亡。伴随着纳米技术的发展,开发肿瘤微环境选择性调控的纳米诊疗试剂,为癌症的精准治疗提供了新的思路。层状复合金属氢氧化物（layered double hydroxides,LDHs）作为一类典型的二维层状纳米材料,可以精准的响应肿瘤微环境中的酸性,且MgAl-LDH已经被FDA批准作为治疗胃酸的药物,为其进一步临床应用提供了可能。受此启发,本工作分别基于LDH层板的限域效应以及LDH的拓扑转变效应,构筑了三种纳米试剂A@P/uLDHs、ATX/LDH和FP@5-MMO,其分别通过内源性TME原位催化/触发/增强特定的化学反应产生活性自由基物种,可控的调节化学反应方向与速率,最终实现抗肿瘤活性的显著提高。此外,通过多种表征手段系统的分析了TME对材料结构与抗肿瘤活性的影响规律。本论文为新型CDT诊疗剂的设计、制备以及性能调控,提供了新的思路与方法,具有一定的理论研究价值和实用前景。本论文主要研究的内容与结果如下:1、基于LDHs层板独特的二维限域效应,采用超分子自组装的方法构筑了LDHs基有机/无机纳米杂化体系A@P/uLDHs,利用二维限域效应有效的提高了青蒿素分子（artemisinin,Art）在LDHs层板表面的分散与稳定,在提高Art在水中分散性的同时赋予了其被动靶向至肿瘤部位的能力。通过多种表征手段证明该A@P/uLDHs纳米试剂在模拟TME下（弱酸性）可释放出Art,并消耗GSH释放Fe2+,进一步与Art发生相互作用,裂解过氧桥产生大量的活性自由基。此外,Fe~2具有Fenton反应催化能力,催化H2O2产生羟基自由基（·OH）等ROS。细胞中Fe2+与脂质过氧化物的累积以及GSH的消耗会诱导细胞发生铁死亡,增强了CDT的治疗效果。体内外实验均证实A@P/uLDHs可以显著抑制肿瘤细胞的恶性增殖。该工作为肿瘤微环境智能响应的铁死亡诱导剂的设计构筑以及CDT诊疗效率的提高提供了新的策略。2、基于LDH层板的限域效应,将虾青素分子（astaxanthin,ATX）锚定在NiFe-LDHs纳米片表面,成功的构筑了多功能纳米自催化反应体系ATX/LDH。NiFe-LDHs表面丰富的羟基与正电荷有利于ATX在LDHs表面均匀的分散,因此有利于提高ATX稳定性。通过ESR、FT-IR、UV-vis吸收光谱等测试证实,ATX/LDH纳米催化剂在模拟TME条件下,LDHs层板经部分生物降解暴露出大量的不饱和Fe活性位点,ATX与不饱和活性位点螯合后通过质子耦合电子转移过程自敏化产生自由基。更重要的是,与游离的Fe2+相比,由于LDHs层板固有的Br（?）nsted碱性位点的存在,极大的促进了自由基产生过程中的去质子化效率,从而大大提高了ATX/LDH自由基产生效率。体内、体外实验均证明该纳米催化剂可以有效抑制肿瘤的增殖,这为肿瘤微环境响应的功能逆转—有害无害切换行为在化学动力学治疗上的应用提供了理论基础,也为新型功能性CDT纳米试剂的构筑提供了新的思路。3、基于LDHs独特的拓扑转变效应,构筑了一种含有5种过渡金属元素的具有尖晶石结构的高熵氧化物（5-MMO）,然后利用超分子作用力在高熵氧化物表面修饰连接叶酸的聚乙二醇（FA-PEG）得到了均匀分散的FP@5-MMO。该纳米材料可以实现多种类生物酶活性（如OXD、POD以及GSH氧化酶等）,因此可作为纳米酶应用于肿瘤微环境响应的化学动力学治疗中。多种过渡金属元素的共存增强了d-d带间跃迁,进而提高了纳米酶对光子的吸收,使纳米酶的吸收拓宽至NIR-Ⅱ区,实现了NIR-Ⅱ光驱动的光热促进酶活反应。UV-Vis与ESR等证实了该纳米酶在弱酸性微环境下可催化H2O2产生·OH及·O2–等ROS,且在NIR-Ⅱ区光照射下显著提高了ROS产率。即使在没有H2O2存在的情况下,也可以催化环境中O2产生·O2–,这极大地降低了CDT体系对于H2O2的过度依赖性。细胞与活体实验均证实了纳米酶具有TME响应的抗肿瘤活性与良好的生物安全性。该工作为高熵材料在生物诊疗医学领域中的应用奠定了理论基础,也进一步拓展了多功能催化化学反应纳米体系的研究范围。