化疗是肿瘤治疗的重要手段之一，然而，很多抗肿瘤药物在水中的溶解度很低，严重影响药物的生物利用度。更重要的是，机体易于对一种药物产生信号补偿，降低药物的治疗效果。针对这些问题，在本博士论文中，作者将抗肿瘤药物BEZ235负载在功能化的氧化石墨烯上(graphene oxide，GO)，以提高其在水中的溶解度，并联合TNF-α，以增强BEZ235对结肠癌细胞HCT116的杀伤。进一步研究发现，BEZ235与TNF-α协同作用增强瘤细胞的杀伤是通过引起细胞周期阻滞及细胞凋亡来实现的。研究细胞凋亡机理发现，药物联合作用，增强了JNK蛋白磷酸化水平及caspase-8的切割，进而引起caspase-9及caspase-3激活，引起PARP切割增强，促进引起细胞凋亡。药物联合作用还引起p53总蛋白量的增加。以上研究为更好地了解GO对小分子药物递送以及与TNF-α联合杀伤肿瘤的可行性提供理论依据。由于GO有高的比表面积，除了可以用于小分子药物递送，还可以用于递送抗原(蛋白和DNA)，增强机体免疫。　　疫苗是疾病治疗的一种非常重要的手段，而佐剂是疫苗中的重要组成部分。尽管免疫学知识在近十年有很大的进展，但应用于人类疫苗的佐剂还主要依赖于以铝为基础的佐剂，但铝佐剂其主要缺点是不能激发有效的T细胞免疫应答，需要发展新型佐剂。为此，本文通过将超小氧化石墨烯(ultra-small graphene oxide，usGO)与金纳米粒子联合，形成usGO-Au(ultra-small graphene oxide-supportedgold nanoparticles)复合纳米材料，希望改善金纳米粒子递送抗原的能力，及帮助抗原激发机体免疫反应的能力。研究发现，usGO通过还原氯金酸原位生长5-10nm的金纳米粒子，形成复合纳米材料usGO-Au，usGO改善了金纳米粒子对蛋白的负载效率。进一步通过体内外研究发现，usGO-Au负载蛋白形成的免疫复合物具有有效地激发机体体液免疫反应和细胞免疫反应的能力，而激发机体细胞免疫反应的能力优于铝佐剂。这为研发基于纳米材料的高效免疫佐剂提供了一种新的思路。