癌症，又称之为恶性肿瘤，已经对人类的健康产生了严重的危害。对肿瘤的早期诊断和有效的治疗是目前研究的热点和难点内容。纳米材料具有比表面积大、药物负载率高、表面易修饰等特点，在生物医药领域得到越来越广泛的应用，也为肿瘤的精准治疗提供了新的思路。在众多的纳米材料中，富勒烯衍生物纳米材料以其毒性低、生物相容性好、易功能化修饰等优点在肿瘤的诊断和治疗领域受到越来越多科研工作者的关注。本论文以钆基金属富勒烯纳米材料为主体，联合镝基稀土纳米材料，设计合成了不同尺寸的纳米材料，并在活体水平开展了他们在肿瘤的诊断和治疗中的应用研究。主要包括以下几部分:　　第一章:简要介绍了常见的肿瘤的诊断方法以及治疗方法。对比了各种诊断和治疗方法的优缺点。在此基础上，结合金属富勒烯纳米材料的优势，提出了以金属富勒烯为主体的多功能复合纳米材料用于肿瘤诊断和治疗的研究思路。提出了以复合纳米材料为主体在肿瘤诊疗中应用的研究意义和立题依据。　　第二章:设计合成了不同尺寸的稀土钆基纳米材料NaGdF4。通过TEOS（正硅酸乙酯）的包覆，在钆基纳米材料表面包覆一层均匀的二氧化硅层，得到具有良好水溶性的NaGdF4@SiO2纳米材料。在7T磁场下，NaGdF4@SiO2纳米材料具有高效的T2造影能力，其T2造影效果比一些典型的T2造影剂(Fe3O4，NaDyF4等)更强，并且T2造影效果随着材料尺寸增大而增强。细胞毒性和动物活体毒性实验表明NaGdF4@SiO2对细胞和活体动物没有明显的毒副作用。因此，NaGdF4@SiO2有望成为一种高磁场强度下的T2磁共振造影剂。　　第三章:合成了四种不同尺寸的金属富勒烯Gd@C82纳米材料，发现它们在光照下可以快速的阻断肿瘤血管，实现对黑色素瘤良好的治疗效果。通过建立小鼠背部视窗模型，并且在不同尺寸的纳米材料表面引入具有荧光性质的水溶性Cy5.5染料，实时的观察到了在光照下金属富勒烯破坏肿瘤血管的过程。实验结果表明金属富勒烯纳米材料具有优良的光动力诱导肿瘤血管破坏效果，其破坏血管能力与纳米材料的尺寸有关。进一步的实验表明，这种血管破坏作用主要是通过破坏肿瘤血管内皮细胞连接引起的。该项研究极大地拓展了金属富勒烯在肿瘤治疗中的应用。　　第四章:通过表面包覆的方法将Gd@C82-Ala包覆到NaDyF4纳米材料表面，得到的复合纳米材料不仅具有T1/T2磁共振成像效果，而且具有较好的肿瘤抑制作用，比单独的Gd@C82-Ala肿瘤抑制效率更高。进一步的研究发现，该复合纳米材料具有较好的pH值响应效果，在肿瘤的酸性环境中Gd@C82-Ala部分从表面解离，发挥肿瘤治疗作用，该复合材料为金属富勒烯纳米材料诊疗一体化研究奠定了基础。