纳米科学是一门综合性强,以众多先进的科学技术为基础的交叉学科,在过去几十年得到非常迅速的发展。纳米科学技术现在已经被广泛用于生物医学、材料科学、化学、物理、电子信息工程等许多领域。纳米材料由于其具有很多优异的性能如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和隧道效应等而被广泛应用于各研究领域,现在成为科学研究的热点。但是,如今科学研究人员在制备不同形貌、不同特异性能的纳米材料以及在纳米材料应用等方面仍然遇到了很大的挑战。研究人员希望能够更好地了解纳米材料微观结构,通过自组装、杂化、分子工程等控制纳米材料的形状、结构、组成等以实现纳米材料高性能及更好的应用。如何通过精细地调节控制不同的参数,制备尺寸均一和形状均匀的纳米材料以提高它们的特殊性能,现在仍是纳米科学和纳米技术进步的一个先决条件。根据以上原因,本论文主要的研究内容如下：(1)肿瘤细胞生物原位合成银纳米簇并应用于活体近红外荧光成像利用新颖的生物原位合成方法获得肿瘤靶向的银纳米簇。活体生物原位合成的银纳米簇粒径分布均匀,具有很好的荧光特性,可以作为一种纳米荧光探针来识别和标记肿瘤细胞,为活体荧光实时动态成像及肿瘤的早期诊断和治疗提供了新的思路和方法。(2)研究设计制备粒径可控的多孔超顺磁性Zn1/3Fe8/3O4纳米球及其在载药方面的应用利用二甘醇以及二乙醇胺的金属络合物在不同温度下水解反应制备不同粒径的磁性纳米球。合成的磁性纳米球粒径在6nm～200nm内可控,具有很好的水分散性,在室温下显示非常好的超顺磁性特性、高磁化强度和良好的分散性。磁性纳米球本身对细胞影响很小,毒性低,易与抗癌药物阿霉素结合后体现出良好的协同作用,可以提高DOX的药效。磁性纳米球有望成为临床应用潜在的各种靶向药物输送应用的重要理想选择,以实现药物的充分利用。(3)新型多功能纳米材料Zn1/3Fe8/3@Ag的设计制备及其在多模态成像中的应用以超顺磁性Zn1/3Fe8/3O4为核,Ag纳米簇为壳,研究设计和制备了核壳结构的多功能纳米材料Zn1/3Fe8/3O4@Ag。制备合成的Zn1/3Fe8/3O4@Ag呈现良好的超顺磁性和近红外荧光特性,具有良好的生物相容性、毒性低。通过活体局部注射的方法进行肿瘤多模式成像,证明Zn1/3Fe8/3O4@Ag具有很好的近红外荧光、磁共振以及CT活体成像效果。该多功能纳米材料Zn1/3Fe8/3O4@Ag有望实现对活体肿瘤实时动态的多模态成像及早期诊断。(4)新型复合材料Ag@PNIPAM的设计制备及其在抗菌方面的应用研究开发出一种简单的绿色合成方法来合成纯度高、晶型好且具有良好生物相容性和抗菌活性的Ag@PNIPAM纳米复合材料。所制备的Ag@PNIPAM纳米复合材料可以有效杀灭金黄色葡萄球菌并对烧伤创面具有良好的治疗效果。因此,Ag@PNIPAM纳米复合材料具有作为新抗菌剂或抗菌包装材料的高效伤口敷料的可行性,作为高效的抗微生物制剂在生物医学中具有潜在的应用前景。由于单一纳米材料本身具有一定的功能局限性,利用具有特殊性质的磁性纳米材料、银纳米簇以及温敏性高分子材料以及它们之间的结合组装多功能复合纳米材料,可实现肿瘤精确靶向成像、药物控释以及医用抗菌等生物医学领域的应用。