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典型sp2碳原子材料包括富勒烯，碳纳米管和石墨烯。他们所具有的特殊物理化学性质，使其在生物医学领域中有着巨大的应用潜能。近年来，碳纳米管在生物医学领域的应用研究已比较深入。石墨烯作为一种新型的sp2碳原子组成二维纳米材料，其优良的电学、光学和力学性质在过去的几年吸引了人们的极大关注。目前有关石墨烯的研究，主要集中在纳米电子元件，透明导体和纳米复合材料方面。近几年，石墨烯在生物医学领域也显示出了重要的应用前景，主要研究方向包括石墨烯和氧化石墨烯在载药体系、生物医学成像、肿瘤治疗以及生物传感器中的应用。在肿瘤的治疗研究领域，氧化石墨烯在载药化疗和光热疗法中均已显示出了巨大的潜能。但是以往的研究仅仅是针对氧化石墨烯在载药化疗或者光热治疗方面的单独应用，将二者结合起来的研究还是一个未曾被触及的方向。本论文的创新点在于制备了负载阿霉素(DOX)的生物相容的聚乙二醇(PEG)功能化纳米氧化石墨烯(DOX-loadedPEGylatedNanographeneoxide，NGO-PEG-DOX)，结合808nm近红外(Nearinfrared，NIR)激光的照射，把氧化石墨烯的载药化疗和光热疗法整合在一个体系中，并对该体系的化疗联合光热疗法的肿瘤治疗效果进行细胞水平和在体水平的评价。具体为： (1)用改良的Hummers法制备氧化石墨，在一定功率的超声剥离后获得了尺寸在100nm左右的纳米级氧化石墨烯(NanoscaleGrapheneOxide，NGO)，再将生物相容的PEG接枝到NGO上。这种PEG功能化的氧化石墨烯材料(NGO-PEG)在生理条件下具有良好的生物相容性和稳定性。然后通过π-π堆垛等物理作用将化疗药物DOX吸附在NGO-PEG表面，形成NGO-PEG-DOX复合物。由于NGO具有的超高比表面积，其对DOX的装载可以达到142.5％，远超一般纳米载药材料。并进一步研究了不同pH条件下NGO-PEGI对DOX的释放动力学行为，结果表明，在酸性条件下DOX的释放更显著，这种药物释放的pH响应性有利于控制化疗药物在肿瘤部位的释放。 (2)体外细胞实验研究了NGO-PEG-DOX在808nm激光的照射下对小鼠乳腺癌细胞(EMT6)的杀伤效应，结果表明NGO-PEG-DOX能将局部化疗与激光照射下的热疗结合起来，其肿瘤杀伤效果比单独应用DOX化疗或者单独应用NGO-PEG的光热疗法都要好，显示出协同抗肿瘤效应。更重要的是，MTT试验表明，NGO-PEG作为药物载体没有明显的细胞毒性，具有良好的生物安全性。 (3)为了研究该体系的在体肿瘤治疗效果，我们把制备的NGO-PEG-DOX通过静脉注射到荷瘤小鼠体内，并在肿瘤移植部位用808nm激光照射，记录肿瘤体积和小鼠体重的变化。一个月后处死小鼠并对其心、肝、脾、肺、肾等重要脏器进行病理分析。结果表明：在相同当量剂量时，该体系的肿瘤治疗效果比单独应用DOX化疗或，NGO-PEG光热疗都要好。同时该体系对心、肝等正常组织器官的毒副作用比单独应用DOX要小，具有高效低毒的特点。