纳米粒子作为诊疗试剂在生物医学领域得到了广泛的研究。与传统的诊疗试剂相比，纳米材料具有很多与众不同的优点，比如多功能性、大的负载量、靶向性、血液循环时间长等。目前多功能纳米粒子的制备仍然是纳米医学领域的一大研究热点和难点。为了满足诊疗试剂的需求，即好的稳定性、高的荧光强度、多功能一体化、快速体内代谢和生物安全性等，本论文设计合成了一系列多功能纳米探针，对其结构和性质进行表征，并将其应用到肿瘤的诊断与治疗中。主要包含以下五个部分:　　1.我们运用两步法合成了具有超薄硅壳的NaYF4∶Yb3+，Er3+@SiO2纳米粒子。首先通过溶剂热法制备NaYF4∶Yb3+，Er3+上转换纳米粒子，接着利用反向微乳液法在纳米粒子表面包裹一层硅壳，硅壳的厚度与TESO和表面活性剂的浓度有关，同时CETS可以在硅表面生成羧基官能团。这种羧基修饰的UCNP@SiO2适用于生物标记和生物成像，因为其不仅具有极好的胶体稳定性和光学稳定性，而且表面的羧基还能进一步与其他带氨基的生物分子反应。此外，我们还研究了RCA120连接的UCNP@SiO2与HeLa细胞之间的作用，结果表明标记过的细胞具有很好的荧光成像效果。　　2.我们采用简单的配体交换方法，将NaGdF4∶Yb3+，Er3+@NaGdF4上转换纳米粒子共轭连接到硅纳米球的表面，接着在纳米复合物(pSi@UCNPs)表面包裹一层Pluronic F127使其转移到水相。得到的pSi@UCNPs纳米复合物可以同时用于活体上转换荧光成像(UCL)，T1-加权核磁共振成像(MRI)和X-射线计算机断层成像。Pluronic F127包裹的pSi@UCNPs不仅具有好的胶体稳定性和生物相容性，而且与Pluronic F127包裹的NaGdF4∶Yb3+，Er3+@NaGdF4 UCNPs相比，展现出更强的UCL、MRI和CT增强信号。小鼠实验也证实pSi@UCNPs@F127是一种非常有潜力的多模态(UCL/MR/CT)活体成像造影剂。　　3.有机相合成的超小疏水纳米粒子在生物医学领域展现出巨大的应用前景，但是想要将其推广到实际应用，还是存在一些挑战。目前还没有一种通用的方法将疏水纳米粒子转变为亲水的同时，还能保证其流体动力学直径不超过8nm，期望获得较好的肾清除效果。为了解决这一难题，我们使用胰蛋白胨作为新的配体，设计了一种简单、廉价和通用的方法，将直径不到3 nm的疏水NaGdF4纳米点从有机相转移到水相，而且不需要任何复杂的有机合成。在整个相转移过程中NaGdF4纳米点的顺磁性质被很好的保留下来，更重要的是tryptone-NaGdF4纳米点具有超小的流体动力学直径（约7.5 nm），这不仅大大提高了tryptone-NaGdF4纳米点在肿瘤的富集能力，也使其24小时后通过肾清除从体内排出。所制备的tryptone-NaGdF4纳米点还能进一步修饰上其它生物分子，用于生物医学和分析领域。这种方法还具有一定的普适性，能将其它类型的无机纳米粒子从疏水转变为亲水，并进一步应用到生物医学领域。　　4.在癌症诊疗剂的研究中，如何设计一种安全可靠的多功能纳米诊疗探针还是一大挑战。为此，我们发展了一种简单的方法来构建多功能纳米诊疗探针(UCNP@PDA5-PEG-DOX)，这种纳米复合物能同时被用于上转换荧光成像(UCL)、T-weighted核磁共振成像(MRI)、X-ray计算机断层成像(CT)、光热治疗(PTT)和药物治疗。我们首次运用反向微乳液法在β-NaGdF4∶Yb3+，Er3+@β-NaGdF4表面直接包裹一层具有近红外吸收的聚多巴胺(PDA)壳，所制备的纳米复合物不仅单分散性好，而且安全稳定。在808 nm近红外激光的照射下，UCNP@PDA5-PEG-DOX表现出很好的药物-光热协同治疗效果。活体实验表明老鼠身上的肿瘤被完全抑制而且不再生长。此外，泄露实验、溶血分析、组织切片和肝功血常规测试都表明UCNP@PDA5-PEG对细胞和器官都是没有毒性的。综上所述，将UCNP和近红外吸收的聚合物(PDA)整合到一起来构建多功能纳米平台，这对于多模态纳米探针的发展及其生物医学应用具有重要意义。　　5.超小的流体动力学直径是纳米粒子能否通过肾清除并在一定时间内排出体外的关键，但是如何使一个超小的纳米粒子同时拥有诊断和治疗的功能至今仍是一大难题。为此，我们设计合成了一种pH响应的配位聚合物纳米点。所采用的原料也都是廉价安全的，而且该合成方法简单易重复而且可以大规模制备。合成的纳米点不仅拥有超小的流体动力学直径和接近电中性的表面，而且具有pH响应的核磁增强特性以及优越的光热升温性质。活体实验表明该纳米点不仅能通过EPR效应富集在肿瘤，而且还能通过光热治疗有效抑制肿瘤的生长。这种pH响应的配位聚合物纳米点是一种很有潜力的多功能诊疗试剂。