作为石墨烯家族的最新一员,石墨烯量子点(GQDs)除了具有石墨烯的优异性能,还因量子限制效应和边界效应而展现出一系列新的特性,因此引起了化学、物理和生物等各领域科学家的广泛研究。由于GQDs大的比表面积和表面丰富的官能团,GQDs可以作为载体,在GQDs表面修饰具有特定功能的配体或者负载抗癌药物,从而得到功能化修饰的GQDs,应用于生物医学诊断治疗领域。本论文主要以碳纤维为碳源,采用简单的化学切割法制备出性能优良的GQDs,随后对其稳定性及荧光性质进行了探究。接着将GQDs功能化,使其具有多模式的生物成像和药物传输功能。全文共分为四章。第一章综述了GQDs的制备方法、性质和应用,并提出了本论文的研究设想。第二章我们制备和表征了DOX/GQDs-Gd多功能纳米材料,并考察了其体外治疗效果以及荧光/核磁双模式成像功能。实验采用化学切割法合成的GQDs,尺寸均匀,具有良好的分散性和生物相容性,而且可以长时间稳定分散在生理溶液中,荧光性质稳定几乎不受pH、NaCl浓度和光照时间的影响。所得GQDs-Gd依旧具有较好的稳定性、生物相容性和较低的生物毒性,且在溶液和细胞水平均表现出较好的荧光、核磁成像效果,同时也是一种较好的药物传输载体,在体外具有良好的治疗效果。因此,DOX/GQDs-Gd纳米材料集荧光、磁共振成像(MRI)和化疗于一体,为癌症的治疗和诊断提供了一个新的平台。第三章我们制备和表征了GQDs-PEG-TAT多功能纳米材料,在体外评价其生物安全性,然后负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)研究体外靶向治疗效果。通过升高反应温度制得尺寸更小的GQDs,具有良好的形貌和清晰可见的晶格结构。接着在GQDs上相继修饰双氨基聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)、TAT多肽和DOX。用蛋白质凝胶电泳实验证明TAT多肽通过共价作用成功偶联到GQDs-PEG-NH2纳米材料上。采用MTT法测试其体外细胞毒性,发现该材料的毒性较小。我们用激光扫描共聚焦显微镜观察到GQDs-PEG-TAT可以靶向到He La细胞的细胞核,细胞治疗实验中也有较明显的靶向效果。结果表明,DOX/GQDs-PEG-TAT有望成为新型靶向多功能纳米材料。第四章对本论文得到的实验数据和结果进行了总结,最后对GQDs面临的问题及以GQDs为载体的纳米材料在生物方面的应用进行了展望。