具有增强的光电效应和康普顿效应的高Z（高原子序数）纳米材料在提高放射疗法的治疗效率上有着广泛的应用。高Z元素和X射线相互作用比轻元素（比如H、O和N）更能增加纳米材料附近的能量沉积和辐射水解。Bi作为元素周期表第83号元素,具有强烈的X射线衰减性能,且远远大于Au、I等高Z元素,在提高放射治疗（RT）的疗效上应该有更好的效果。目前很多Bi类材料已用作胃药,显示了 Bi基纳米材料的生物相容性,这为Bi基纳米材料用作肿瘤治疗的放射增敏剂打下坚实的基础。本文合成了两种Bi基纳米材料,在对它们进行形貌结构和理化性质的表征基础上,分别在细胞和活体层面上验证了纳米材料用于肿瘤治疗的效果。本文的主要研究内容有:（1）针对肿瘤放射治疗面临的辐射剂量大、肿瘤组织辐射抗性问题,本文使用热解法合成PVP修饰的Bi₂Se₃纳米片用做安全有效的放疗增敏剂,研究发现PVP-Bi₂Se₃ NSs在近红外区有很强的吸收,在808nm激光器的照射下研究发现溶液的光热转换性能和光热稳定性良好,可用于肿瘤的光热治疗。在X射线的辐照下研究半导体材料的光电流和活性氧自由基（ROS）的产生,发现纳米材料可吸收X射线,产生电子-空穴对,从而促进产生大量ROS,增强放射治疗的疗效。将PVP-Bi₂Se₃ NSs用于光热和放疗协同,细胞ROS检测、DNA损伤和克隆实验说明材料会促进产生更多的活性氧自由基,进而有效增加细胞DNA的损伤,减少细胞群落的形成。同时光热治疗促进血液循环,增强对纳米材料的摄取,进而增强放射疗效。将其用于活体小鼠实验,可有效抑制肿瘤的生长。基于PVP-Bi₂Se₃ NSs多功能放疗增敏剂,即可用于光热治疗,还可增强放射治疗,二者又互相协同,有良好的肿瘤治疗效果。（2）肿瘤乏氧是影响放射治疗的关键因素,氧气在肿瘤杀伤上起重要作用。但是目前为止,有关缓解乏氧的研究都不能同时实现物理上的增敏,使得放射治疗依然存在剂量依赖。本文使用水热法合成有缺陷的多功能BiO_2-x纳米片,用于克服低氧诱导的辐射抵抗,同时增强放射治疗。一方面,高Z元素Bi通过在肿瘤中沉积高能射线来增强放疗,半导体的光催化活性还可产生更多的活性氧自由基,尤其是超氧阴离子(·O_2-)。另一方面,多功能纳米片可以将肿瘤内过表达的H₂O₂分解成O₂,以缓解乏氧。体内和体外实验均表明,所制备的T-BiO_2-x NSs可以有效抑制X射线下的肿瘤生长。本文提供了一种简单但多功能的纳米放疗增敏剂,在提高放射疗效的同时缓解肿瘤乏氧,相对应其他复氧系统具有绝对性优势。实验表明,本文合成的两种多功能Bi基纳米材料对于肿瘤治疗都有良好的效果,为Bi基纳米材料在肿瘤治疗上的应用提供新的材料和途径。