每年有数百万人饱受癌症的折磨而死亡,因此精准高效的癌症诊疗对人类健康和发展具有重要意义。成像作为一种可视化手段,对于癌症的早期诊断和治疗具有重要的作用。单一的治疗手段很难取得理想的治疗效果,如光热治疗效果往往受到光功率不足或者过热效应的限制,而基于活性氧的治疗方式,如光动力治疗,声动力治疗,化学动力学治疗方法,其治疗效果受到肿瘤微环境如乏氧,高谷胱甘肽分泌等的严重限制。设计对肿瘤微环境进行响应的智能纳米材料,能够改善肿瘤微环境,并且通过结合外源刺激如光照,超声等实现多种治疗方式的联合应用,增强疾病诊疗效果。刺激响应型纳米材料的设计构筑为成像指导下的联合治疗纳米平台的设计提供了新思路。稀土基纳米材料由于具有稀土元素固有的发光优势,类酶催化等性质且能方便的与其它材料进行结合,近些年来在生物医学方面有较为广泛的应用。本论文的研究内容为刺激响应型稀土纳米探针的设计构筑及其在癌症诊治方面的应用探索。本文的研究重点如下:1.癌症监测和精确治疗对于减少其治疗的副作用具有重要意义。我们制备了核壳材料金纳米棒@铽金属有机框架(AuNRs@Tb-MOFhost response biomarkers),并通过后配位双光子配体TMP-DPA及负载化疗药物DOX构筑了智能纳米探针A@M-T@DOX,该探针在近红外光照射下具有高效的光热转换能力和药物释放效率,可用于实时荧光成像引导的多模式治疗。纳米探针不仅可以实现显著的光热治疗和可控药物释放,而且作为荧光温度计,有望通过不同温度下铽的光致发光强度和寿命变化来实现温度的实时反馈。同时,双光子配体设计显著提高了纳米探针的组织穿透能力。该工作有望为肿瘤的精确治疗和实时监测提供参考,同时为制定个性化治疗方案提供新思路。2.基于活性氧的癌症治疗方式往往受到肿瘤微环境的限制,通过类酶催化可调节肿瘤微环境,进而联合多种治疗方式可以提升其治疗效果。在该工作中我们构筑了一个混合价Ce-MOF/Au@ICG(Ce MAI)的纳米材料,并将其用于肿瘤微环境响应的级联催化提升的光动力,光热及化学动力学联合治疗。在该纳米材料中,混合价Ce-MOF可以催化内源性过氧化氢产生氧气以缓解肿瘤乏氧,在负载ICG的同时提升ICG的PDT活性,而且它还可以作为类芬顿试剂产生·OH进一步增加ROS产量。AuNPs可以催化葡萄糖产生H_2O_2,Ce-MOF实现级联催化产生羟基自由基。Ce-MOF负载的ICG还具有优异的光热治疗效果,从而使Ce-MOF/Au@ICG纳米材料最终具有优异的“三合一”功能,达到诱导肿瘤细胞凋亡的效果。本章工作通过合理设计具有多酶活性的无机纳米酶Ce-MOF材料,实现了高疗效和出色的生物安全性,为AG-221体外多合一功能化纳米催化肿瘤治疗材料的设计构筑提供了新的思路。3.声动力治疗是一种新型且有效的癌症治疗方式,探索更多的无机声敏剂对发展新型纳米精准诊疗药物具有重要的意义。我们成功地构筑了一系列不同锰含量的CeO_x@MnO_x异质结(CM-1～CM-4),首次研究了该异质结的形成对CeO_x声敏活性提升的效果及机制。我们研究发现这种异质结构通过降低半导体带隙,减少电子和空穴的复合从而大大提升了CeO_x的声敏活性,可将其用于声动力治疗。其中CM-3具有最小的带隙,从而具有最优异的声动力活性。此外,CM-3还具有化学动力学活性,可以催化H_2O_2产生羟基自由基和氧气,缓解肿瘤乏氧,从而增强声动力活性以及消耗GSH,实现了肿瘤抑制效率的提升。这项工作提供了一种独特的CeO_x异质结半导体纳米结构的设计范例,用于改进基于CeO_x的超声纳米治疗并实现高效肿瘤治疗,进一步扩展了CeO_x在疾病治Adezmapimod价格疗方面的应用。4.探索更多的高效声敏剂对声动力治疗具有重要的意义。我们开发了一个p H/GSH双响应的Cu-LDH/Nd-CD异质结用于提升肿瘤声动力治疗效果。Cu-LDH在p H/GSH双刺激作用下产生缺陷,降低了Cu-LDH的能带带隙,使其具有了良好的SDT活性。Cu-LDH/Nd-CD异质结的构筑进一步降低了材料的带隙,提升了SDT活性,且Nd-CD的引入使Cu-LDH/Nd-CD异质具有红光及近红外二区荧光发射,有望使其实现近红外二区成像指导下的癌症声动力治疗。这项工作构筑了Cu-LDH/Nd-CD异质结并研究了其在p H/GSH双刺激下的带隙变化及SDT活性,为构筑具有增强声敏活性的纳米治疗材料提供了一种新的策略。