肿瘤严重威胁人类健康,是导致全球死亡人数最多的疾病。但临床上,在肿瘤筛查、评估及治疗等方面仍存在诸多困境。随着纳米技术的发展,纳米材料以其固有的优势克服了传统肿瘤诊断和治疗方法的不足。铁基纳米粒子是一类具有代表性的磁性纳米粒子,根据肿瘤微环境的特点及治疗需求,对其进行修饰,合成多功能铁基纳米粒子,从而达到更好的诊疗效果,是目前的研究热点之一,并在肿瘤诊疗领域显示出良好的应用前景。本文针对肿瘤成像、治疗、早期诊断及监测等多个肿瘤诊疗环节,分别构建了EGFR靶向多肽修饰的氧化铁纳米粒子（Fe2O3-pep）、单环肽（CXC趋化因子受体4拮抗剂,MCP）修饰的铁酸锰纳米粒子（MnIO-MCP）以及基于肽功能化铁酸锰纳米粒子的荧光“开关”传感平台（MnIO@pep-FITC）,在磁性铁基纳米粒子在肿瘤诊疗中的应用进行系统研究,具体研究内容如下:1、通过EGFR靶向多肽（CGEHGAMEI）修饰在Fe2O3-PEG上,成功构建了Fe2O3-pep肿瘤靶向纳米粒子。实验结果表明:Fe2O3-pep具有较好的胶体稳定性,无显著细胞毒性,在肝脏内富集,具有T2WI对比增强能力(r2=51.3 mM-1S-1)。注射Fe2O3-pep后,肿瘤部位信号下降的幅度高于注射Fe2O3-PEG组,表明Fe2O3-pep具有更好的肿瘤靶向性。本研究初步探索了靶向磁性氧化铁纳米粒子在肿瘤成像中应用,实现了纳米粒子在肿瘤部位更好的富集,进而改善肿瘤部位成像效果。2、通过对单环肽（MCP,CXC趋化因子受体4（CXCR4）拮抗剂）与铁酸锰纳米粒子（MnIO NPs）进行生物偶联,构建了多功能纳米粒子（MnIO-MCP）,用于主动肿瘤靶向T1WI和T2WI（T1-T2）双模磁共振成像（MRI）引导的生物光热联合治疗（Bio-PTT）。MnIO-MCP具有同时T1WI和T2WI磁共振对比增强能力(r1=13.1 mM-1S-1;r2=46.6 mM-1S-1;r2/r1=3.56)。MnIO-MCP在808 nm近红外激光照射下具有良好的光热转换效率(在水中200μg mL-1MnIO-MCP的光热转换效率为28.8%),在肿瘤内具有光热转换能力。此外,MCP与肿瘤中过表达的CXCR4相互作用,使MnIO-MCP具有很强的肿瘤靶向性和抑制肿瘤细胞生长的作用。活体实验结果表明,将MnIO-MCP通过尾静脉注射到小鼠体内后1小时,在外部磁场（MF）的作用下,MnIO-MCP在MCF 7肿瘤中蓄积量高达～15.9%ID g-1,为通过T1-T2双模磁共振成像引导的Bio-PTT根除肿瘤创造了条件。3、通过将FITC修饰的肽底物偶联于MnIO NP表面,构建了基于肽功能化铁酸锰纳米粒子的荧光“开关”传感平台（MnIO@pep-FITC）,实现对体内胰蛋白酶活性的无创检测。pep-FITC与MnIO NP结合导致FITC荧光猝灭,胰酶裂解后,FITC片段从MnIO NP表面释放,FITC荧光信号恢复。实验结果表明,FITC荧光强度恢复率与缓冲液胰蛋白酶浓度(2 ng mL-1至100 ng mL-1范围内)具有良好的线性拟合,检出限值为0.6 ng mL-1或25.2 pmol L-1。在5×102至1×104细胞范围内,检出限为每毫升359个细胞。MnIO@pep-FITC对纯胰蛋白酶和细胞内胰蛋白酶均具有较低的检测限和较宽的线性范围。在体外磁场辅助下,能够实现BALB/c裸鼠超小皮下肿瘤（体积约为4.9 mm3,胰蛋白酶阳性）的活体荧光成像,并具有良好的生物相容性和稳定性,在早期筛查胰蛋白酶阳性肿瘤方面具有巨大优势。总之,多种功能化铁基纳米粒子具有良好生物相容性,可以提高肿瘤成像、治疗及检测效率。在外加磁场的作用下,可以实现小鼠皮下肿瘤的根治、超小肿瘤成像,为肿瘤的诊疗提供了新思路、新方法。