随着纳米科技和影像学技术的迅速发展,以量子点为代表的纳米材料作为多功能影像探针在生物医学诊断方面的应用已成为目前的研究热点之一。以Cu InS量子点为代表的I-III-VI族半导体纳米材料具有近红外荧光发射和元素毒性低等优点,被认为尤其适合于近红外荧光活体成像。然而,目前所合成的量子点多功能影像探针通常存在荧光性质不可控、结构和胶体稳定性差、生物毒性高、表面性质不可控等问题,限制了其在生物成像方面的应用推广。因此,针对目前量子点多功能影像探针的发展中存在的问题,本论文拟构建基于Cu InS量子点的多功能纳米影像探针,使其不仅具有可控、可调的高荧光品质,当将其与其它成像功能模块相结合时,还能表现出良好的生物相容性和结构稳定性,最终实现其在肿瘤靶向多模态影像诊断方面的应用。首先,针对现有报道的Cu InS/ZnS量子点的高温热分解法存在的两大问题,即所合成的Cu InS量子点的荧光光谱通常由多个发射峰组成;在后续ZnS无机包壳的过程中通常伴随显著且不可控的荧光波长蓝移的现象。本文发展了一种简便易行的合成Zn离子掺杂的Cu InS/ZnS(ZCIS/ZnS)量子点的方法。我们系统研究了反应时间、Zn离子含量等因素对所合成的ZCIS/ZnS量子点荧光品质的影响。该方法不仅能够实现ZCIS/ZnS量子点荧光发射峰具有良好的对称性和单一性,并在590~815nm范围内可控、可调,还能够有效抑制ZnS包壳过程中不可控的发射波长蓝移的现象。这种改进的方法有利于我们可控地合成近红外荧光发射的ZCIS/ZnS量子点用于近红外荧光活体成像。另外,针对包壳过程中发射波长蓝移被有效抑制的现象,我们还提出了相应的理论推测并通过相关表征对其进行了验证。其次,立足于目前Cu InS量子点大部分在高温油相体系中合成的发展现状,以及无法直接应用于生物医学的局限,本文发展了一种一锅法制备亲水性ZCIS/ZnS量子点的合成方法,并将其不经任何表面改性和修饰直接应用于荧光活体成像。具体是以PEG-400作为非配位型溶剂,以巯基己醇作为表面配体,通过高温分解法合成了ZCIS/ZnS量子点。实验证明,所合成的ZCIS/ZnS量子点不仅未表现出明显的细胞毒性,还具有较好的生物相容性,并能够成功应用于荧光活体成像。该方法的提出将为以后制备功能更加完善的亲水性Cu InS量子点并直接应用于生物医学成像打开了思路、奠定了基础。第三,面向双模态成像技术对纳米材料的应用要求,以CuInS量子点为基体材料,通过无机掺杂技术实现Gd和Zn的共掺杂引入,最终合成一种品质优良、性能可控的GdZnCuIn S/ZnS(GZCIS/ZnS)双模态量子点并应用于荧光/MRI双模态活体成像。实验证明所合成的GZCIS/Zn S双模态量子点具有如下突出特点及优势:(1)可精确调控的荧光性质;(2)在顺磁性离子Gd引入同时还能保持优良的荧光品质;(3)显著的MRI成像增强能力;(4)同时具备近红外荧光活体成像和MRI活体成像的能力。实验证明,由该方法所制备出的GZCIS/ZnS双模态量子点性质可控可调,还能成功应用于近红外荧光/MRI双模态活体成像。最后,针对目前通过有螯合剂参与的放射元素标记手段所制备的放射性纳米探针存在结构和放射化学稳定差的问题,本文通过纳米合成技术直接合成一种由64Cu标记的具有自放射性和自激发荧光效应的[64Cu]CuInS/ZnS量子点。实验结果证明通过该方法所合成的[64Cu]CIS/ZnS量子点具有如下优势和特点:(1)良好的结构稳定性;(2)明确的表面理化性质;(3)可优化的共振能量转移效率;(4)简单易行的合成操作减少辐射伤害。得益于所合成的[64Cu]CIS/ZnS量子点的荧光品质高、放射化学稳定性强、生物相容性好等优点,实验进一步验证了所合成的[64Cu]CIS/ZnS量子点不仅能够用于PET扫描成像,还能够通过切伦科夫共振能量转移(CRET)表现出自激发荧光效应,并成功应用于自激发荧光活体成像,是一种具有广阔潜在应用前景的多模态纳米影像探针。