癌症严重威胁着人类的生命与健康,及时准确地早期诊断与高效可控的治疗是降低癌症死亡率的关键。随着人们对肿瘤特性认知的不断深入和纳米科学技术的不断发展,越来越多的多功能复合纳米颗粒被设计构建并应用于肿瘤的诊断与治疗。其中,利用肿瘤微环境特点（如pH、乏氧、氧化还原水平、酶等）或外场刺激（如光、电、磁、超声波、射线等）实现功能化响应的纳米平台,能够为肿瘤诊疗提供更好的时空可控性和选择特异性,具有非常广阔的应用前景。介孔氧化硅材料因具有可控的形貌尺寸、可调的介孔结构、高比表面积、丰富的表面基团和良好的生物相容性等特点,在肿瘤诊疗纳米医学领域表现出无可比拟的优越性和应用潜力。因此,本文基于放射状孔结构的介孔氧化硅纳米颗粒,开展了一系列课题研究,从材料学基础研究（包括调控参数并分析制备机理、设计并合成多功能复合纳米颗粒、分析并表征材料微观结构等）,到生物应用功能探索（包括肿瘤标志物检测、肿瘤微环境调节、药物控释、肿瘤治疗新概念提出、协同治疗等）,研究了其复合结构在刺激响应型肿瘤诊疗中的应用。主要内容如下:（1）利用油水两相法制备了放射状孔结构介孔氧化硅纳米颗粒,并通过改变油水两相比、模板剂苯乙烯用量、催化剂赖氨酸浓度、搅拌速度,探究各实验参数对介孔氧化硅尺寸与介孔结构的影响,分析各成分在反应过程中所起的作用,总结得到介孔氧化硅合成原理与界面成核生长机制,为后续复合结构的设计与功能化应用做铺垫。（2）创造性地利用毛细管效应与热分解反应在放射状孔结构的介孔氧化硅纳米颗粒孔道内生长上转换发光纳米晶,成功制备出具有高比表面积与大孔体积的上转换发光介孔氧化硅纳米颗粒CaF₂:RE³⁺@MSN。这种在氧化硅介孔孔腔内原位生长上转换发光纳米晶的方法,在降低生物毒性的同时简化了复合材料的合成步骤,尺寸均一可控,分散性好;在保证发光功能的前提下,有效增加了材料的比表面积与孔体积,增强了表面活性,有利于功能因子的负载与协同治疗的实现。（3）针对肿瘤早期诊断需要实现高通量检测,减少假阳性误诊的需求,我们将不同稀土掺杂的CaF₂:RE³⁺@MSN纳米颗粒分别修饰与不同目标miRNA的一半能够形成碱基互补配对的DNA探针,同时在Fe₃O₄磁性微球上修饰另一半DNA探针。利用目标miRNA出现时,CaF₂:RE³⁺@MSN纳米颗粒与修饰了对应探针的Fe₃O₄磁性微球之间形成三明治结构后会被磁性分离带出这一现象。建立溶液在980 nm激光照射下的上转换发光某一发光峰的强度与对应目标miRNA浓度的线性关系,从而在同一溶液中同时实现对不同miRNA浓度定性和定量的判定。（4）静电纺丝纤维膜交错的微观网络结构,不仅可以增加与溶液的接触面积,还能够产生毛细管效应,提高溶液在纤维中的滞留时间。利用这一特性,我们结合上转换发光介孔氧化硅纳米颗粒CaF₂:Yb/Ho@MSN与热塑性聚氨酯氧化石墨烯静电纺丝复合纤维TPU@GO,成功制备了便于携带储存且能够实现miRNA高精度检测的智能纤维膜。利用单链DNA探针与氧化石墨烯（GO）的强亲和性,能够建立起智能检测膜发光强度与目标miRNA浓度之间线性相关关系,最终检测精度达到20 pM。（5）可见光组织穿透深度差与肿瘤的乏氧微环境限制了光动力治疗效率的提高,因此我们将上转换发光介孔氧化硅纳米颗粒与氧化锰复合,并负载光敏剂Ce6,制备了一种近红外光响应的且能够调节肿瘤乏氧微环境的多功能复合肿瘤光动力治疗平台（C@SMn-Ce6）。MnO₂的复合不仅能够催化肿瘤内源性的H₂O₂分解实现原位自供氧,复合过程中Mn²⁺掺杂进入CaF₂:Yb,Er晶格还能够产生晶格畸变,引起Mn²⁺与Er³⁺之间的能量传递交换,导致上转换发光强度的增加以及红光比例的提高。最终,C@SMn-Ce6从缓解乏氧和增强上转换发光两个方面均能够有效提高光动力治疗效果。（6）我们发现铂纳米颗粒在直流电场和氯离子的辅助下,会促使水分子在其表面发生解离反应,产生羟基自由基的现象,首次提出了利用超低频方波交流电与铂纳米颗粒实现肿瘤治疗的“电动力疗法（EDT）”。从理论计算层面,解释了羟基自由基产生的原理;在细胞动物实验水平,证明了EDT在大尺寸肿瘤治疗中应用的可能性。EDT治疗效果可持续性强且不受肿瘤周围环境影响,为肿瘤治疗新方法的开发提供了一种新的思路。（7）在电动力治疗概念提出的基础上,我们结合介孔氧化硅材料作为药物控释载体的优良性能,设计并构建了一种能够实现化疗与电动力协同治疗的多功能复合纳米颗粒（Silica-DOX@Chitosan-Pt,SDCP）。将化疗药物DOX负载于介孔氧化硅纳米颗粒中,并用壳聚糖封装,实现pH响应的药物释放;同时在颗粒表面原位合成铂纳米颗粒,使SDCP纳米颗粒具备在方波交流电场下,催化水分解产生羟基自由基的能力。这是电动力治疗首次与其他治疗方法联用,证明了其应用于协同治疗的可行性,为后续基于电动力治疗的研究工作打下了良好的基础。