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癌症作为世界上死亡率最高的疾病之一,严重威胁人类的生命健康。传统的癌症治疗方式存在毒副作用大、患者依从性低、易产生耐药性等缺点。目前,基于纳米材料构建的肿瘤检测与治疗体系因其快速、灵敏、毒副作用小、治疗效果好等优点受到了研究者的广泛关注。介孔碳纳米球（Mesoporous carbon nanospheres,MCN）作为碳纳米材料的一种,具有生物相容性好、表面易修饰、载药量大、光热转换效率高、荧光淬灭能力强等诸多优点,在癌症检测与治疗研究领域展现出了广阔的应用前景。因此,本论文基于介孔碳纳米球构建了不同的纳米体系分别用于癌症治疗过程中凋亡因子caspase-3的检测和癌症的协同治疗。第一部分 基于介孔碳的荧光纳米探针用于癌细胞治疗与caspase-3检测一体化研究目的:设计制备一种新颖且简单的多功能肽修饰的介孔碳纳米荧光探针（MCN-pep）,同时实现对癌细胞的光热治疗和凋亡过程中caspase-3的实时成像。方法:参考文献合成MCN并成功制备MCN-pep,利用透射电镜（Transmission electron microscopy,TEM）、傅里叶变换红外光谱（Fourier taransform infrared spectroscopy,FT-IR）、紫外分光光度计（UV spectrophotometer,UV-vis）和激光粒度仪等对材料进行了表征。利用荧光光谱仪对MCN-pep的体外性质如原理、反应时间、灵敏度、选择性和光热转化能力等进行了研究。然后用MTT法、死活细胞实验和流式细胞术等证明荧光纳米探针通过光热转化可以诱导细胞凋亡。最后用激光共聚焦成像技术研究了MCN-pep能否对caspase-3进行激活和检测同时实现原位、实时追踪。结果:TEM、UV-vis、FT-IR和Zeta电位表征说明MCN-pep成功制备。当caspase-3存在时,检测体系的荧光值显著升高,表明我们的原理可行。此外,MCN-pep荧光探针与caspase-3反应具有一定的时间依赖性和特异性。线性范围从10 pg/m L到1 ng/m L,检测限为0.4 pg/m L。MTT和死活细胞实验结果表明探针具有很好的光热治疗效果,同时通过流式细胞凋亡分析技术表明MCN-pep可以促进细胞凋亡。最后激光共聚焦成像显示不同光照条件刺激下的细胞荧光值具有一定的光照依赖性,进一步说明MCN-pep可以激活caspase-3并对其进行原位、实时监测。结论:基于介孔碳设计的荧光纳米探针通过荧光的“off-on”原理成功实现了对癌细胞的治疗及其过程中凋亡因子caspase-3的检测。MCN-pep不仅对癌细胞具有良好的光热治疗效果,而且可以激活caspase-3诱导的凋亡通路,同时实现光热治疗过程中caspase-3的动态监测。这种基于MCN的新型荧光纳米探针在癌症诊断和治疗以及治疗效果评估和机制研究中展现出巨大的应用潜力。第二部分 基于介孔碳/过氧化铜构建H2O2自供应和近红外响应的多模式纳米体系用于乳腺癌治疗目的:以MCN为载体,吸附过氧化铜纳米粒子（Copper peroxide nanoparticles,CP NPs）,负载化疗药物阿霉素（Doxorubicin,DOX）,外层包覆透明质酸（Hyaluronic acid,HA）,构建过氧化氢（Hydrogen peroxide,H2O2）自供应和近红外响应的多模式纳米体系用于乳腺癌治疗。方法:参考文献分别制备MCN和CP NPs,并通过静电相互作用在MCN表面修饰CP NPs,负载DOX并包覆HA层,制备纳米载药递送体系。首先利用TEM、高分辨透射电镜（High resolution transmission electron microscopy,HRTEM）、FT-IR、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）和激光粒度仪等对体系进行表征。其次用荧光分光光度计和紫外分光光度计对药物的负载和释放进行了测定。之后用紫外分光光度计测定了该体系产H2O2以及通过类Fenton反应产羟基自由基（Hydroxyl radicals,·OH）的能力。然后,用4T1细胞评估了载药递送体系的细胞毒性、细胞摄取以及细胞产活性氧（Reactive oxygen species,ROS）的能力。最后用Balb/c小鼠对纳米载药体系的体内抗肿瘤效果进行了评价,并采用苏木精-伊红染色法（Hematoxylin-Eosin staining,H＆E染色）对组织形态进行观察。结果:以上表征证明纳米载药递送体系的成功搭建。药物负载和释放的结果表明我们的载药体系不仅具有较高的载药量而且具有p H/近红外光/透明质酸酶刺激性响应释放特性。体外性质研究结果表明载药体系能通过H2O2自供应和介导类Fenton反应实现高效的化学动力学疗法。细胞和动物实验进一步说明纳米载药体系对CD44受体过表达的细胞具有一定的靶向作用,并且能够通过光热疗法/化学疗法/化学动力学疗法的协同作用实现对乳腺癌的有效治疗。结论:体内外的研究结果充分证明了我们的纳米载药递送体系具有良好的肿瘤抑制效果。体系通过H2O2自供应以及Cu2+-H2O2和Cu2+-GSH-H2O2双重作用机制产生·OH能够高效促进化学动力学疗法,同时MCN介导的光热作用可以促进化疗药物的释放以及ROS的产生。化学疗法、化学动力学疗法和光热疗法三种治疗策略的协同作用共同实现对乳腺癌的有效治疗。