近年来,纳米材料在快速发展的纳米技术领域中处于领先地位,其因独特的尺寸依赖性、物理化学性质在人类活动的许多领域中被广泛应用且展现出明显的优势,尤其设计合成具有明确尺寸、形状、组成和特定表面功能化的新型纳米材料并研究发掘其在生物领域如生物分析、生物成像和癌症诊断治疗方面的应用已成为了研究热点。如何根据需要可控设计合成具有独特生物特性的纳米材料,应用其解决生物医学领域中的实际问题并在达到良好疗效的同时尽可能简化纳米诊疗试剂仍是纳米生物技术领域面临的重要挑战。基于此,本论文主要通过可控合成技术,设计制备了一系列钯基纳米材料,深入探讨了它们的模拟酶活性并将其具有的过氧化氢酶活性应用于改善肿瘤乏氧微环境,制备基于钯基纳米材料的新型治疗试剂。同时考虑到金属纳米材料在体内无法降解,也为了简化组合治疗中复杂的纳米材料设计,我们制备了一种集光热光动力治疗为一体的单激光激发的纳米诊疗体系,应用于成像指导的肿瘤联合治疗。具体内容如下:一、简要总结概述了纳米材料的一些生物应用研究,重点介绍了其在模拟酶和癌症诊断治疗这两个方面的研究。首先对几种纳米酶的研究进展、所具有的模拟酶活性及相关应用研究做了总结;其次介绍了纳米材料应用于肿瘤诊断治疗的研究进展尤其是利用光热及光动力学技术方面的研究。最后阐述了论文的选题依据和研究内容。二、我们合成了形貌尺寸均一的二维（2D）Pd基纳米材料（如Pd纳米片,Pd@Au和Pd@Pt纳米片）,发现他们具有内在的过氧化物酶、氧化物酶和过氧化氢酶活性,可催化过氧化氢或溶解氧氧化有机底物或分解过氧化氢产生氧气。随后系统地研究了具有不同结构和组成的Pd基纳米材料的过氧化物酶活性,结果表明它们的催化活性是结构和组成依赖的。其中,Pd@Pt纳米片显示出优异的过氧化物酶活性。基于这些发现,我们将Pd基纳米材料应用于H₂O₂和葡萄糖的比色检测及H₂O₂的电催化还原。三、以Pd@Pt纳米材料所具有的过氧化氢酶活性研究发现为基础,我们以Pd@Pt纳米片为载体,通过共价连接光敏剂Ce6,设计合成了具有调节肿瘤乏氧微环境同时增强光动力学治疗效果的纳米治疗试剂Pd@Pt-PEG-Ce6。其可分解细胞或肿瘤内源性H₂O₂产生氧气,同时材料温和的升温效果及良好的肿瘤富集能力使其在细胞和活体水平都表现出了优异的增强光动力学治疗效果。四、出于对金属纳米材料治疗试剂无法排出体外及纳米诊疗试剂合成治疗与过程中复杂性等问题的考虑,在这部分工作中,我们通过使用DSPE-PEG和DSPE-PEG-NH₂包裹染料分子2,3-硅萘酞菁二氢氧化物（SiNcOH）,成功制备出一种新型的纳米诊疗平台（SiNcOH-DSPE-PEG（NH₂）NPs）用于成像指导的PTT和PDT联合治疗。所制备的试剂SiNcOH-DSPE-PEG（NH₂）NPs不仅具有良好的水分散性和生物相容性,而且在单一的808nm近红外激光照射下表现出高的光热转换效率和单线态氧产生能力。体内外实验结果清楚地表明,在光声成像指导及单激光激发下的同时PTT和PDT可以有效地杀死癌细胞及根除肿瘤组织。SiNcOH-DSPE-PEG（NH₂）NPs在癌症治疗中所展现的易于合成及简单高效的治疗过程等优势为纳米材料应用于肿瘤诊断治疗提供了新的策略。五、对本论文的研究工作进行了总结并对后续的研究做了展望。