膝关节相关感染性疾病的诊断及治疗的复杂性是严重困扰临床医生的重要难题。目前临床诊断膝关节相关感染性疾病的金标准有赖于感染局部组织的细菌培养鉴定,但临床诊断膝关节相关感染还远远不够,制定细菌感染的有效手段还依赖于体内细菌的示踪,将有助于外科医生对感染性疾病手术治疗提供重要理论依据。单模成像识别病变组织的敏感度和准确性不高,多模成像于一体的纳米探针更有助于提高感染性疾病细菌示踪剂早期定位诊断的效果。结合中空介孔二氧化硅（Hollow mesoporous silica nanoparticles,HMSN）材料良好的生物相容性、易被有机基团修饰、高的比表面积和孔容的优点和活性分子氨硼烷（Ammonia Borane,AB）水解脱氢等特性合成的材料能在超声（Ultrasound,US）和X射线照射下,通过在局部形成微泡,降低局部区域的CT密度,增强局部超声及X线成像。超顺磁性Fe3O4纳米颗粒可以增强T2的弛豫时间,用于磁共振（Magnetic resonance imaging）条件下的成像,基于此,制备的多功能性纳米探针（Fe3O4@HMSN-AB）,有利于提高感染性疾病的的细菌定位诊断的敏感性和特异性。课题具体研究如下:第一部分,通过模板法合成中空介孔二氧化硅球并对其表面靶向细菌功能化修饰和氨硼烷负载后得到纳米探针。二氧化硅为硬模板,选择性刻蚀得到不同孔径大小和中空结构的介孔氧化硅（HMSN和HMSN-T）,通过基团之间的取代反应对其表面进行氨基基团（-NH2）和靶向细菌分子（-COOH-PEG-UBI29-41）嫁接和AB负载得到的材料,脱氢结果表明,材料均具有US/CT成像潜力。其中,以引入扩孔剂合成的HMSN-T为基元,研究了AB负载的影响因素,结果表明,材料重复性高,AB负载量高（12.14 wt%）,且AB的负载量与溶剂类型和料液比有关。B元素原子比结果表明,具有更大孔径（4.69 nm和5.88nm）的HMSN-T更有利于氨硼烷的负载。进一步观测材料的氢气释放情况,结果表明,和HMSN相比,HT-U-AB材料对p H环境较高的敏感度更有利于提高膝关节滑膜早期诊断的准确性。第二部分,通过热解法合成的Fe3O4及其表面改性后结合HMSN得到磁性中空介孔二氧化硅的多功能纳米探针。基于第一部分的研究结果,结合超顺磁性纳米颗粒增强MRI的特性,本章复合磁性纳米颗粒和合成靶向细菌的多模成像纳米探针Fe3O4@HMSN-AB。高温热分解法合成的Fe3O4纳米颗粒,其表面是疏水的油胺分子,不能直接用于感染诊断,对其表面进行包覆得到稳定性好、粒径小的Fe3O4@SiO2纳米颗粒具有MR成像潜力,进一步合成的具有中空结构的Fe3O4@HMSN,经过细菌靶向修饰和AB分子负载得到具有多模态成像的靶向细菌材料,结果表明,AB负载量高（13.54 wt%）,材料脱氢速率快,响应酸性环境快,用于增强US/CT/MRI,更有助于提高成像准确性。根据以上研究,课题得到具有提高成像准确性的HT-U-AB材料,结合磁性Fe3O4制备的Fe3O4@HMSN-AB材料具有US/CT/MRI三模成像特性,具有提高膝关节滑膜早期诊断准确性的应用潜力,最后总结与展望以中空介孔二氧化硅为基元的材料和氨硼烷的应用潜力。