癌症，即恶性肿瘤，已成为全世界范围内威胁人类健康的重要疾病之一。尽管人类对癌症的发生机制和治疗方法已有了数十年的深入研究，然而日趋庞大的癌症新增病例和高居不下的死亡率依然对目前临床使用的癌症治疗手段提出了巨大的的挑战。因此，开发安全、高效的新型肿瘤治疗手段已成为现阶段与癌症治疗相关的众多学科的热点研究问题之一。其中，肿瘤光学治疗，包括肿瘤光热治疗与肿瘤光动力治疗，因其较高的选择性、安全性以及治疗效果而于近年来受到了广泛的关注与研究。在本博士论文中，我们以构建新型多功能有机纳米光学试剂用于安全高效的肿瘤光学治疗为目标，分别以聚吡咯、小分子染料的 J-型聚集体以及脂质体为核心材料，通过与不同成像手段和治疗手段的有机结合，探索了影像导航下的肿瘤光热治疗、光热治疗与化疗或光动力治疗的联合治疗以及肿瘤乏氧微环境改善与肿瘤光动力治疗增敏等多种新型癌症治疗策略在提高肿瘤治疗的疗效、特异性以及安全性等方面的潜能。本博士论文研究以构建多功能有机纳米光学诊疗试剂为基础，为发展新型癌症治疗手段、提高肿瘤光学治疗的特异性、安全性以及治疗效果等方面提供了一个新的依据。　　本论文的研究内容和主要结论如下：　　（1）通过原位氧化聚合的方法制备了超小四氧化三铁纳米颗粒掺杂的聚吡咯纳米复合物（IONP@PPy），并利用层层自组装以及表面共价偶联聚乙二醇的方式修饰得到在生理条件下具有良好稳定的多功能纳米复合物（IONP@PPy-PEG）。然后，利用聚吡咯在近红外区良好的光学吸收以及四氧化三铁纳米颗粒的磁共振造影功能，实现了光声成像与磁共振成像导航下的肿瘤光热治疗。　　（2）为了进一步提高聚吡咯纳米颗粒的表面可修饰性以及生物相容性并探索肿瘤光热治疗与光动力治疗的协同增效潜能，我们利用共价偶联有光敏剂的白蛋白为稳定剂，通过一步法合成了具有良好生理稳定性并兼具肿瘤光热治疗和光动力治疗效果的多功能纳米复合物。细胞水平以及小鼠活体水平的治疗结果显示，较相同剂量下的肿瘤光热治疗或光动力治疗而言，肿瘤光热治疗与光动力治疗的联合使用具有明显的协同增效；进一步证明了肿瘤光热治疗与光动力治疗的联合治疗在提高肿瘤治疗效果方面的良好应用前景。　　（3）利用具有良好光稳定和光热转换能力的小分子近红外染料 IR825，我们首次利用阳离子高分子聚丙烯胺（PAH）诱导其形成J-型聚集体；同时利用静电吸附将四氧化三铁纳米颗粒负载到该 J-型聚集体表面，得到了多功能 J-型聚集体纳米复合物。进一步研究发现，与单纯小分子 IR825相比，该 J-型聚集体纳米复合物在近红外区的光吸收强度明显增强、吸收峰红移至915 nm；同时发现，915 nm的近红外激光较808 nm与980 nm的激光具有更好的组织穿透能力和更低的非特异升温。结合四氧化三铁纳米颗粒的T2磁共振造影功能，我们在小鼠活体水平实现了磁共振导航下的高效、低毒的肿瘤光热治疗。　　（4）在前一个工作的基础上，我们研究了基于IR825的J-型聚集体在药物装载方面的应用潜能并以此为模型探索了肿瘤光热治疗与化疗的协同增效机制。发现该 J-型聚集体不但具有良好的药物装载能力而且其良好的光热作用能够显著地提高药物的进细胞能力。细胞水平以及小鼠活体水平的治疗实验发现通过与化疗的联用，该 J-型聚集体能够在较低的光照强度下实现对肿瘤生长的高效抑制，体现了肿瘤光热治疗与化疗联用的良好应用前景。　　（5）二甲双胍是临床上治疗二期糖尿病常用的一种药物，近期研究表明其能够通过抑制线粒体复合物I的功能而有效降低肿瘤细胞耗氧量并提高肿瘤对化疗、放疗等治疗手段的疗效。基于此，我们利用具有良好生物相容性的脂质体作为载体来共载亲水性的二甲双胍与疏水性的光敏剂，并用以研究二甲双胍在增强肿瘤光动力治疗的疗效方面的潜能。通过免疫荧光染色与光声成像技术发现二甲双胍能够有效改善肿瘤的乏氧状况；进一步研究发现，与单纯的光动力治疗相比，二甲双胍与光动力治疗联用能够显著增强光动力治疗的疗效，说明肿瘤乏氧微环境的改善在增强肿瘤光动力治疗疗效方面具有良好的应用前景。　　（6）除了采用上述降低肿瘤细胞耗氧量的方法以改善肿瘤乏氧状况外，利用全氟碳等具有良好载氧能力的载体亦可直接将氧气输送到肿瘤部位以有效提高肿瘤部位的含氧量。基于此，我们以白蛋白作为稳定剂制备了具有良好稳定性与生物相容性的全氟碳纳米乳液。利用免疫荧光染色与光声成像技术发现：在肿瘤定向低频超声的辅助下，全氟碳纳米乳液能够明显提高小鼠肿瘤部位的供氧进而有效改善肿瘤的乏氧状况。通过小鼠水平的治疗实验，我们发现预先注射纳米乳液并辅以肿瘤定向超声处理能够在较短的时间内有效提高肿瘤对光动力治疗以及放疗的响应性；进一步证明了肿瘤乏氧微环境的改善能够有效提高肿瘤光动力治疗等需氧治疗手段的疗效。　　在本博士论文中，我们系统研究了有机纳米光学诊疗试剂的构建及其在肿瘤光学治疗中的应用。研究发现，通过将肿瘤光热治疗与成像手段相结合能够实现影像导航下的肿瘤光热治疗，有利于进一步提高肿瘤光热治疗的特异性、降低其对正常组织的损伤；然后通过将肿瘤光热治疗与光动力治疗、化疗等治疗手段的联用能够在较低的光照剂量与给药剂量下实现对肿瘤的高效协同杀灭，提高肿瘤治疗的安全性。此外，我们还发现通过对肿瘤乏氧微环境进行调节能够显著提高肿瘤对肿瘤光动力治疗等需氧治疗手段的响应性，实现对肿瘤的高效杀灭。本博士论文的研究为发展新型癌症治疗策略提供了一个新的思路，为后续多功能纳米诊疗试剂的构建以及肿瘤安全、高效的治疗提供了一定的参考。