随着纳米科技的进步，纳米材料与生物医学的结合越发紧密，形成了纳米生物医学方向。近年来，随着纳米生物医学的不断发展，单一成像功能的纳米材料已经不能满足其发展的需求，而具有荧光/磁共振(MR)/X射线计算机断层扫描(CT)多模式成像能力的纳米材料倍受关注，因其能整合三种成像方法的优点，实现优缺点互补。将这些纳米材料与化学药物治疗、光热治疗等癌症治疗手段相结合，可以实现癌症诊断和治疗的一体化。　　在本论文中，我们合成了含镧系元素的纳米材料，经过表面修饰以及功能化之后形成一系列多功能纳米平台，如光学/MR双功能成像探针、上转换荧光(UCL)/MR双功能成像探针、UCL/MR/CT多功能成像和靶向给药的纳米诊疗平台、UCL/CT双功能成像和癌症治疗的纳米诊疗平台以及MR/CT双功能成像和光热治疗癌症的纳米诊疗平台。主要的研究工作概括如下:　　(1)尺寸可控的碱式碳酸钆纳米颗粒应用于光学/MR双模式成像及其尺寸效应研究。我们通过添加不同量的丙三醇可以水热合成尺寸可控的Gd2O(CO3)2·H2O纳米颗粒，并在修饰异硫氰酸荧光素(FITC)之后使其能应用于光学成像。更重要的是，我们发现并研究了其细胞毒性的尺寸效应，以及尺寸依赖的磁共振成像(MRI)的造影性能。　　(2)氧化钆上转换纳米颗粒(UCNPs)的合成及在UCL/MR双模式成像的应用。以碳酸盐作为前驱体，通过两步法成功地合成了尺寸可控的镧系元素掺杂的Gd2O3纳米颗粒，使其具有上转换荧光性能和磁共振成像(MRI)造影性能，并且通过调节掺杂的镧系元素而调节其上转换荧光的颜色。　　(3)新型介孔核壳结构的UCNPs(mUCNPs)的合成及在UCL/MR/CT多模式成像以及靶向给药的应用。我们设计了一种两步合成法，以合成mUCNPs作为多功能诊疗一体化平台。该平台能实现UCL/MR/CT多模式生物成像，并且在其表面修饰聚乙烯亚胺和叶酸后，具有良好的靶向给药的能力。因此，良好的生物相容性、多模态成像功能和癌细胞靶向能力使这些mUCNPs成为生物医学领域中有潜力的诊疗平台。　　(4)中空结构的上转换荧光纳米颗粒(UCHSs)的合成及在体内/体外UCL/CT双模式成像和药物运输的应用。我们成功地通过无模板水热法，并以碳酸盐作为前驱体两步合成了YbPO4∶Er UCHSs。该UCHSs由于大的比表面积而具有良好的药物负载和释放能力。而绿色上转换荧光和能对X射线有效吸收的Yb元素，使其在UCL/CT双模式成像上有不错的表现。因此UCHSs能够作为一种有效的多功能纳米诊疗平台。　　(5)含Gd的单核多金属氧酸盐(Gd-POMs)在体外/体内MR/CT双功能成像及癌症的光热治疗的应用。根据之前的研究，我们通过简单的重结晶法可以得到Na9[Gd(W5O18)2]·35H2O(GdW10)这类Gd-POMs材料。特别值得注意的是，该材料生物相容性极好，且其MRI性能和CT性能均是MRI/CT商用造影剂的数倍。其体内成像结果表明，其在体内也能提供较强的MR和CT信号。此外，还原之后的Gd-POMs具有较强的光热效应，能有效杀伤癌细胞。因此，在MR/CT双模式成像中具有如此令人惊奇表现的Gd-POMs又能够应用于癌症的光热治疗，从而实现了一种新型的多功能诊疗平台的构建。