【目的】以多糖生物大分子作为模板构建生物材料用于医学成像或治疗是一种极具前景的合成策略,为了进一步推动这种高效安全合成方法学的发展,亟需发展新策略用于构建高性能生物医学材料,促进生物医学材料的潜在临床转化。针对目前临床使用磁共振成像（MRI）对比剂弛豫率较低、血液循环时间短、缺乏器官或组织靶向性等不足,同时针对常规纳米探针合成步骤繁琐和生物相容性较差等缺点,本研究提出使用多糖生物大分子为模板,模仿生物矿化过程简单、高效构建安全的高弛豫MRI纳米探针。光热治疗是一种极具前景的无创性肿瘤治疗手段,常利用光热转换剂来增强光热转换效果。目前大多数光热转换剂的合成步骤繁琐,具有潜在生物毒性。针对以上问题,本研究提出了利用多糖生物大分子,简单高效合成具有良好生物安全性和光热转换能力的碘淀粉水凝胶用于肿瘤光热治疗。【材料与方法】使用透明质酸（hyaluronic acid,HA）为模板负载钆离子,采用一锅法在室温碱性的条件下成功构建透明质酸-氧化钆（HA-Gd₂O₃）纳米探针,通过高倍透射电镜（HRTEM）、动态光散射（DLS）、傅里叶变换红外光谱学（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱分析（XPS）对纳米探针进行物理学和材料学基本性质的表征。通过细胞MTT、活体分布、体重监测、血生化分析和组织H&E染色等实验评估纳米探针在细胞和活体中的生物相容性。通过T₁弛豫率的测定和活体T₁WI成像,对比了HA-Gd₂O₃纳米探针与钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）的T₁WI增强效果。利用碘淀粉变色实验简单制备碘-淀粉复合物,进一步使用多糖大分子海藻酸钠（ALG）-Ca²⁺包裹复合物得到碘-淀粉水凝胶。通过紫外-可见光-近红外（UV-vis-NIR）光谱、FT-IR、场发射扫描电镜（FE-SEM）和可注射性实验对水凝胶的基本性质进行表征。通过体外和体内稳定性实验评估凝胶在还原性环境中的化学稳定性。利用体外升温实验测量材料的光热转换效率。通过细胞MTT、活体监测、血生化分析和H&E染色评估水凝胶生物的安全性。通过细胞杀伤实验和肿瘤光热治疗评估材料光热治疗的效果。【结果】我们通过一锅法在温和条件下成功构建出HA-Gd₂O₃纳米探针,其在生理盐水中具有良好的稳定性,在0.5 T磁场下弛豫率为14.95 mM^-1s^-1。细胞和活体毒性评估实验表明HA-Gd₂O₃纳米探针具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性。纳米探针活体分布实验结果表明探针主要在肝脏和脾脏富集。小鼠活体MRI结果显示,HA-Gd₂O₃纳米探针相比于Gd-DTPA有更好的T₁增强效果,具有肾上腺靶向成像的能力。我们将可溶性淀粉与碘液混合提纯成功制备得到碘-淀粉复合物,进一步使用ALG-Ca²⁺包裹得到可注射的碘-淀粉水凝胶。UV-vis-NIR光谱显示碘-淀粉水凝胶的最大吸收峰位于585 nm处,在近红外区也具有较高的吸光度。在体内和体外还原性环境下,碘-淀粉水凝胶表现出良好的化学稳定性。体外升温实验证明在808 nm激光照射下,碘-淀粉水凝胶具有很强的升温能力,光热转换效率约为17.2%,在细胞和活体水平具有良好的光热杀伤肿瘤能力。一系列毒性评估实验证明碘-淀粉水凝胶具有良好的生物安全性。【结论】本研究利用多糖大分子成功构建了生物相容性好且弛豫率高的HA-Gd₂O₃磁共振纳米探针,成功用于活体MR成像。为构建高弛豫率MRI探针提供了新的策略,拓宽了多糖引导制备材料的生物应用。本研究利用经典的碘淀粉变色反应得到光热性质优良的碘-淀粉水凝胶,首次将碘-淀粉复合物用于肿瘤光热治疗。这种简单高效的合成策略丰富了多糖引导制备的生物材料在肿瘤治疗中的应用。