第一部分智能响应的碳酸钙纳米颗粒用于肿瘤成像和治疗的研究目的:超声成像在癌症诊断监测和治疗中扮演重要的角色,超声显影剂是提升成像质量的关键因素,目前临床使用的微气泡显影剂尺寸较大,主要定位于血管系统中,用于血管造影,很难直接进入肿瘤组织成像。本研究借助碳酸钙纳米材料,开发一种肿瘤微环境（TME）敏感型的CaCO3-DOX杂化纳米粒,实现肿瘤的超声成像和药物递送。方法:首先制备负载阿霉素（Dox）的碳酸钙纳米粒,利用紫外可见吸收光谱和透射电镜的方法分别表征化疗药物DOX的装载和纳米颗粒的降解情况,体外采用超声成像方法验证复合纳米粒子超声显影剂功效,利用紫外-可见分光光度计测定阿霉素释放及调控。接下来体外细胞实验验证CaCO3-DOX复合纳米粒在细胞的摄取以及其抑制肿瘤细胞生长的作用。最后运用荷瘤小鼠肿瘤模型研究纳米药物在动物体内肿瘤蓄积,超声成像以及抑制肿瘤生长的作用。结果:基于CaCO3纳米粒的递送系统,在中性生理环境下稳定存在,而在弱酸性的TME下与氢离子反应,生成二氧化碳气体,增强超声成像,超声成像对比强度提高了近4倍,时间与传统超声造影剂相比延长了近20倍。在动物体内实验表明,复合纳米药物通过EPR效应在肿瘤部位蓄积,提高了肿瘤部位的药物浓度,同时,阿霉素缓慢释放可有效显著抑制肿瘤生长。结论:相比于传统微气泡超声显影剂的3-5分钟弛豫时间,复合纳米颗粒的超声成像时间和精确度显著提高,且由于缓释效应,其抗肿瘤效果也有一定程度提升,有望成为一种具有临床潜在应用前景的肿瘤成像和治疗药物的高效载体。第二部分产氧白蛋白-二氧化锰纳米粒用于肿瘤超声成像的研究目的:针对肿瘤特殊的微环境,组织附近过氧化氢（H2O2）含量较高且具有弱酸性等,我们设计合成了产氧白蛋白（HSA）-二氧化锰（MnO2）纳米粒,递送特定的物质与肿瘤微环境（TME）相互作用,在肿瘤部位原位产氧来改善肿瘤的乏氧状态。与此同时,产生的氧气能增强超声反射,起到超声造影的效果,实现肿瘤成像和治疗同步改善。方法:首先制备HAS-MnO2纳米粒,对纳米粒进行表征分析,氧气测定仪体外检测HSA-MnO2纳米粒的氧气产量。随后将HSA-MnO2纳米粒溶解稀释于p H=6.5及p H=7.4的PBS溶液中,记录超声图像及参数变化,体外分析纳米粒的超声成像性能。最后采用小动物超声观察纳米粒在正常小鼠及肌层浸润性膀胱癌小鼠的体内主要器官代谢分布,体内实验分析HSA-MnO2纳米粒的超声成像性能。结果:HSA-MnO2纳米粒为单分散性良好的球形结构,粒径稳定性良好。在加入H2O2后,HSA-MnO2纳米粒能够产生大量氧气,并且酸性环境能够加速MnO2与H2O2的反应。反应10分钟后,HSA-MnO2纳米粒的超声信号明显增强,p H=7.4条件下,超声信号强度增强了4.6倍,而在p H=6.5条件下,超声信号强度显著强化,超声信号强度增强了7.7倍。体内实验显示注射HSA-MnO2纳米粒24小时后,超声显示肿瘤组织部位信号显著增强,与注射前相比,强度增强了2.5倍。结论:HSA-MnO2纳米粒可改善肿瘤部位的乏氧状态,产生的氧气能增强超声反射,起到超声造影的效果。TME响应的产氧HSA-MnO2纳米粒有望成为应用于肿瘤的超声增强造影剂,并改善肿瘤的治疗效果。