自从集诊断与治疗于一体的“诊疗”概念被提出以来,设计和构建多功能的诊疗剂就成为了癌症诊断与治疗研究领域中的热点。近年来,随着纳米科技的飞速发展,一系列的无机纳米复合材料被应用于癌症的成像、治疗以及药物传输,如介孔硅纳米粒子、上转换纳米粒子、半导体量子点、磁性纳米粒子等。在本论文中,我们设计并构建了两类基于稀土掺杂的上转换发光纳米材料（UCNPs）和四氧化三锰的多功能纳米诊疗剂,并深入系统的研究了其在癌症诊断与治疗中的潜在应用性。主要研究内容概括如下:1、稀土掺杂的上转换发光纳米材料以其独特的优势,如良好的光稳定性,高的化学稳定性,窄带隙发射,无背景荧光的干扰以及低毒性等,在生物医学方面展现了广泛的潜在应用性。传统的以Yb³⁺作为敏化剂的UCNPs,由于水分子对其激发光（980 nm）具有强吸收而产生过热效应,极大阻碍了UCNPs在生物医学方面的应用。针对该问题,我们设计合成了Nd³⁺敏化的稀土上转换纳米粒子,用水分子吸收较弱的808 nm近红外光作为激发光源,可以有效避免激光辐照对正常组织的热损伤。由于Nd³⁺和Yb³⁺高的原子序数可以作为计算机断层扫描（CT）的造影剂,由此该诊疗剂可以实现上转换荧光和CT的双重模式的成像,同时,在UCNPs表面用聚丙烯酸（PAA）修饰,进一步与黑色素多巴胺（PDA）结合,既实现了高效率的光热治疗,也增加了材料本身的生物相容性。因此,PDA@UCNPs纳米诊疗剂可以实现上转换荧光和CT的双重成像模式引导的光热治疗,实现肿瘤诊疗的一体化策略。2、由于固有的优异磁学性质,锰（Mn）基纳米材料有望成为新第一代核磁共振成像（MRI）的造影剂。与传统的钆(Gd³⁺)造影剂相比,锰（Mn）基纳米材料具有更低的生物毒性。然而,目前已报道的锰（Mn）基纳米材料的弛豫率仍无法另人满意,因此,急需设计合成具有高弛豫率、低毒性的新型锰（Mn）基MRI造影剂。在此,我们设计并合成了具有超高弛豫率的Mn₃O₄纳米粒子作为T1-MRI造影剂,并在其表面包覆多巴胺（PDA）,有效地提高了材料的生物相容性,降低了其本身的生物毒性。同时,利用PDA表面的丰富基团,实现了对抗癌药物的负载。此外,我们在PDA表面通过双氨基聚乙二醇（NH₂-PEG-NH₂）进一步与具有细胞靶向的叶酸（FA）相结合,最终合成的FA-Mn₃O₄@PDA@PEG纳米粒子,实现了T1-MRI引导靶向的化疗/热疗协同进行的肿瘤治疗。