肿瘤是危害人类健康的主要疾病。在肿瘤的药物治疗过程中，药物对肿瘤细胞产生抑制作用的同时，也对正常组织造成一定的毒副作用。近年来，利用纳米材料作为肿瘤药物输送载体，来降低药物的毒副作用，提高药物疗效，是研究者一直在关注的问题。然而肿瘤细胞和组织的复杂性，使得采用单一抗肿瘤药物的治疗手段常常导致治疗效果不显著，因此近年来，临床上逐渐采用肿瘤联合治疗的策略，利用多种药物来达到更好的肿瘤抑制作用。同时，肿瘤组织浸润和转染等特征，使得肿瘤在不同发展时期具有很大差异性的，从而造成了诊断的障碍。因此，发展合适的纳米药物载体，使之既能够合适载带多种化疗药物，以用于肿瘤联合治疗；又具有示踪和成像功能，以达到对肿瘤治疗效果更好的监测，是研究者希望解决的问题。近年来，介孔氧化硅纳米颗粒（MSN）在生物与医学研究领域得到了极大的关注。因为良好的生物相容性，独具特征的介孔结构，粒径和孔径可调的特征，使MSN逐渐显示出作为药物载体的优势。同时，研究者还发现，MSN也具有优良的成像性能。因此，围绕MSN在生物和医学领域的应用为目的的材料设计与合成的研究，已经进行得如火如荼。在此基础上，利用MSN作为治疗肿瘤的多功能载体引起了研究者的兴趣。在此认识基础上，本论文研究了多功能磁性介孔氧化硅纳米颗粒（M-MSN）应用于肿瘤治疗方面的一些基本问题，包括适用于肿瘤联合治疗的多种化疗药物载带方法与机制；M-MSN在肿瘤细胞中内吞机理与提高内吞效率的方法；M-MSN应用于肿瘤成像的探索，以及提高MSN肿瘤靶向性的方法等。在第二章的内容中，我们报道了采用M-MSN载带多种化疗药物，以达到肿瘤联合治疗效果的方法。我们合成了50nm粒径大小的M-MSN。通过透射电镜表征得知，这种纳米颗粒具有20nm左右的介孔壳层，中间包覆10nm左右Fe3O4纳米颗粒作为核结构。我们研究了这种颗粒单独载带不同的化疗药物，即阿霉素，紫杉醇，雷帕霉素三种化疗药物，以及载带这三种药物亲疏水性组合的行为，发现三种药物具有较高的载带量（>15wt%）；同时我们发现，在两种药物组合载带的过程中，一种药物的载带量会影响另一种药物的载带，从而达到调控两种药物载带量和载带比例的目的。我们研究了药物在体外和细胞内的释放过程，以及所产生的肿瘤细胞凋亡和抑制作用。我们发现，与药物分别载带相比，多种药物同时载带，能够产生比两种药物所产生的共同抑制效果更有效的肿瘤细胞抑制作用。第三章内容中，我们报道了磁场作用在M-MSN内吞过程中所起的作用。我们发现，外加磁场能够显著增强M-MSN在肿瘤细胞中的内吞效率，而这种内吞效率的提高是一个时间和颗粒浓度依赖的过程。随后我们研究了磁场作用下M-MSN在肿瘤细胞中内吞的机制。实验结果发现，M-MSN在A549非小细胞肺癌细胞与MCF-7乳腺癌细胞中，是通过网格蛋白介导的内吞途径进入到细胞内的。值得注意的是，磁场的作用并未导致M-MSN内吞途径的改变，而是通过加速M-MSN与细胞膜接触的过程。研究还发现，磁场能够增强M-MSN输送化疗药物进入细胞的效率，从而提高了肿瘤抑制效果。在第四章中，我们探索了M-MSN作为核磁共振成像载体的能力。通过测定M-MSN的核磁共振对比增强能力，即弛豫率，我们发现，M-MSN的弛豫率达到309mM/s。同时，我们研究了介孔氧化硅包覆层对M-MSN弛豫率的贡献。通过与具有相同粒径大小的非介孔氧化硅包覆Fe3O4磁核形成磁性氧化硅纳米颗粒弛豫率对比，我们发现磁性介孔氧化硅纳米颗粒具有更高的弛豫率。由此，介孔层对M-MSN的弛豫率具有增强的作用。我们认为这种增强作用是由于介孔导致了水分子扩散时间延长而引起的。随后我们测定了M-MSN标记肿瘤细胞后的的体外核磁共振成像，与未标记结果相比，M-MSN能够分辨出少至25,000个标记细胞，且能产生较明显的图像对比度。在小鼠的肝脏移植肿瘤模型中，在M-MSN对肝脏部位进行标记后，通过核磁共振成像能够将较小的肿瘤组织从肝脏部位区分出来，从而得到了核磁共振成像增强效果。在第五章的内容中，我们初步探讨了提高M-MSN对肿瘤组织靶向性的方法。我们采用小鼠骨髓间充质干细胞作为靶向运输M-MSN的工具。在体外研究中，M-MSN具有较高的骨髓间充质干细胞标记效率，以及较低的细胞毒性。同时我们研究了装载M-MSN对间充质干细胞的生物学功能的影响，结果表明，M-MSN并未影响间充质干细胞的迁移和分化能力。在此基础上，我们建立了小鼠肝癌皮下瘤模型，以进一步研究M-MSN在间充质干细胞协助下对肿瘤的靶向效率。我们采用了活体荧光成像对Cy5标记的M-MSN在小鼠内的分布，发现在4天时间内，无论直接尾静脉注射，还是通过间充质干细胞装载后注射的M-MSN基本上分布于肝脏和脾脏部位。然而，通过对肿瘤切片进行普鲁士蓝染色后，我们并未在肿瘤部位发现直接注射的M-MSN；而经过间充质干细胞载带的M-MSN进入到了肿瘤组织中。结果表明采用间充质干细胞来提高介孔氧化硅靶向能力的可行性。