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近年来,纳米技术促进了纳米药物载体系统研究的飞速发展,研究重点主要集中在“开发结构稳定、生物相容性好、药物装载率高并能可控释放的纳米颗粒作为药物载体”这一领域。由于多功能无机纳米颗粒不仅尺寸和形貌可控,比表面积大,易于表面修饰且可赋予其独特的光、电、磁、吸波等性质,因而可用作抗肿瘤药物分子的载体。这不仅有利于提高抗肿瘤药物的治疗效果,同时还可降低抗肿瘤药物对人体正常细胞的毒副作用。在对肿瘤的临床治疗中,较为理想的可控药物传输系统不仅要求其自身具有良好的生物相容性和较高的药物负载率,而且还要求其在人体的血液循环系统中具有较好的稳定性,并且药物分子在到达病灶部位后能可控释放(定点、定时、定量和定速)。为了提高抗肿瘤药物分子对肿瘤的治疗效果,构建一种高效、安全的药物可控释放系统显得尤为重要。在该研究背景下,本文首先采用水热法和沉淀法制备具有核-壳层结构的Fe3O4@Gd2O3/YF3:Eu3+的新型磁-光双功能纳米颗粒,并比较两者制备方法的优缺点。在此基础上构建同时具有磁性、上转换发光和微波吸收特性的多功能复合纳米载体(Fe3O4@MOn:Re3+(M=Zn、Ti、Sn、n=1、2, Re=Er、Yb));并通过对其表面修饰有机物(聚丙烯酸(PAA)、β-环糊精、甘氨酸和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES))引入活性基团(-COOH和-NH2)提高载药效率；以具有疏水基团的依托泊苷(VP-16)和带有羧基基团的布洛芬(IBU)为模板药物,通过分子间力和氢键作用实现载药。最后,通过微波照射对纳米载体加热来破坏药物与纳米载体之间的相互作用力,以实现可控给药,从而达到高效治疗癌症的目的。具体研究内容和结果如下：(1)采用水热法和沉淀法分别制备Fe3O4@Gd2O3:Eu3+磁-光双功能复合纳米颗粒。所获得的纳米颗粒均具有良好的Eu3+的5D0→7F1红光发射特性和饱和磁化强度。相比水热法,均相沉淀法能克服沉淀剂的局部不均匀性,反应在常温常压下进行,容易实现可控合成和放大,更适合制备核-壳结构纳米复合颗粒。(2)采用直接沉淀法和原位聚合法制备聚丙烯酸修饰的Fe3O4@YF3:Eu3+双功能复合纳米颗粒。通过修饰,在纳米颗粒表面成功引入-COOH活性基团,有效的提高其生物相容性和载药性能。该纳米颗粒具有良好的红色荧光发射性能(Eu3+,5D0→7F1)和优异的磁性能(38.3emu/g)。毒性分析结果表明,通过聚丙烯酸修饰增强了纳米颗粒的生物相容性和载药性,有利于载药并无毒性。(3)采用直接沉淀法制备β-环糊精(β-CD)修饰的Fe3O4@ZnO:Er3+,Yb3+磁-光-吸波多功能纳米颗粒,获得了一种新型微波激发可控释放的纳米药物载体。其中ZnO:Er3+,Yb3+壳层赋予该纳米粒子发光性和微波吸收性。通过对Fe3O4@ZnO:Er3+,Yb3+纳米颗粒的表面修饰β-环糊精,实现了对疏水性的依托泊苷(VP-16)的装载,装载率可以达到70%。通过调节微波照射的时间和微波开关的循环可精确控制药物的释放量。该纳米颗粒不仅具有良好的Er3+离子的特征绿色荧光、磁性能、微波吸收性能以及有效的微波-热转换特性,而且具有良好的生物相容性、低毒性及良好的癌细胞治疗效果。这同时也进一步证明可以通过微波控制药物的释放是可行的途径。(4)水热法制备Fe3O4@TiO2:Er3+,Yb3+磁-光-吸波多功能纳米颗粒,并采用甘氨酸进行表面修饰引入-NH2基团。所得多功能复合纳米颗粒为单分散球形,尺寸约40nm。其中TiO2:Er3+,Yb3+壳层赋予该纳米粒子发光性和微波吸收性。细胞毒性实验表明,Fe3O4@TiO2:Er3+,Yb3+-Gly纳米药物载体具有良好的化学稳定性、生物相容性和低毒性。而且该纳米颗粒对VP-16药物分子的最大负载率可以达到70%,VP-16药物分子的释放过程通过微波照射可得到精确的控制,从而有效的提高VP-16对恶性肿瘤的治疗效果。这种载体可以实现含有羟基或氨基的多种药物的装载及可控释放。(5)设计并合成一种以吸波性能更优异的Sn02代替ZnO和Ti02,并以含有氨基基团的APTES修饰Fe3O4@SnO2:Er3+,Yb3+来获得微波和pH双重响应控制给药纳米载体,通过其表面的氨基与药物分子(布洛芬)中的羧基形成氢键以实现载药(负载率为47%)。制得的多功能复合纳米颗粒尺寸约45nm,并且具有良好的磁性(饱和磁化强度为41.2emu/g)、Er3+离子的特征绿光发射性和微波吸收性(衰减最大值为-13.4dB)。通过调节微波的照射时间和pH来改变药物与纳米载体之间的相互作用,从而达到可控给药的目的。载体与药物分子之间的氢键作用可在微波照射作用和低pH下断开,从而达到微波和pH双重响应的控制释放。在经过4次释放循环后,释放出大约71%的布洛芬药物；在37℃/pH5.0的模拟肿瘤组织和肿瘤细胞内环境时释放出大约54%的布洛芬药物。因此该体系为实现多种响应可控释放药物的研究和应用奠定基础。