当前,随着纳米技术的迅猛发展,纳米材料在生物医学领域发挥着越来越重要的作用,为癌症的诊断和治疗提供了新的思路和方法。一方面,由于纳米材料易于表面功能化修饰,功能化的纳米材料被广泛引入到分子影像学,以提高成像分辨率或灵敏度,实现癌症的早期诊断。另一方面,由于纳米材料的尺寸小、在体内的清除速率快、毒副作用小等优势,其非常适用于新型纳米治疗剂如光热剂、化疗剂和免疫制剂的构建。纳米诊疗剂旨在使医学高灵敏诊断和有效治疗一体化,以达到最佳的治疗效果,近年来吸引了越来越多研究者的目光。在之前大多数的研究中,几种纳米材料被引入到同一个纳米平台当中,以赋予该纳米平台多功能性。这无疑增加了合成步骤、时间和潜在毒性。在癌症的临床诊断中,X射线可以对整个人体进行成像,是当前诊断学中最重要的成像手段之一。但是当前临床所使用的碘类小分子CT成像造影剂灵敏度低和体内循环时间短等缺点导致其难以用于癌症的早期诊断。在实际使用中为了获得有价值的成像效果需要大剂量的造影剂,容易引发肾毒副作用。同时,碘类小分子CT造影剂还存在难以修饰和体内循环时间短等局限性,导致其在病灶组织无法富集,难以用于对疾病的长时间、动态监测。基于上述科学问题,我们开展了如下工作:Bi的原子序数为87,因此理论上具有比I更强的X射线吸收能力。并且,不同于其他大多数重金属元素,Bi类化合物具有良好的生物兼容性。基于此,我们提出了采用Bi作为造影单元的策略并构筑了Bi类纳米CT探针。同时,针对纳米级Bi探针的合成面临着粒径控制困难和难以实现大规模化制备等科学问题,我们通过调控纳米成核及生长速度实现了超小的Bi₂S₃纳米点（2-3 nm）CT探针的大规模化、可控合成,并用于体内CT成像。这种Bi类纳米CT探针不仅具有优于临床所使用的碘类小分子CT造影剂的成像效果,而且其体内循环半衰期达2个小时以上,远远长于碘类小分子CT造影剂（1分钟）。这种长体内循环时间的特性使探针能够有效地在相关器官和病灶组织富集,实现对体内器官和病灶组织的成像分析。而且,硫化铋具有窄的带隙能,在近红外光（NIR）区有较强的吸收,硫化铋（Bi₂S₃）纳米粒子可以将吸收的光能高效的转化为热能。因此Bi₂S₃纳米探针为CT指导的肿瘤光热治疗（PTT）提供了理想的平台。体内实验结果表明,Bi₂S₃纳米探针能有效地在肿瘤部位富集,实现对癌症的CT成像,而且该纳米探针在NIR的照射下,实现了CT指导的癌症治疗,并且其肿瘤消除率达到了100%。此外,超小尺寸的Bi₂S₃纳米探针待执行完功能后能够被快速的排出体外,从而降低了对机体的毒副作用。我们构建的这种集诊断治疗一体化的超小型纳米探针为解决传统癌症诊疗时产生的毒副作用提供了新思路。