癌症已经成为当今人类健康的首要威胁。纳米技术的迅速发展为恶性肿瘤的诊断和治疗提供了强大的武器支持。以金、银和铂族纳米粒为代表的贵金属纳米材料由于其合成的可控性,独特的光学、电学和催化性质以及生物学效应的多样性,被广泛应用于体内成像、生物检测、光学治疗和细菌抑制。铂纳米粒作为一种贵金属纳米材料,其电学和催化性质得到了深入的研究,而其在生物医学领域也被用来增强光热治疗和放射治疗的效果。但目前铂纳米粒在肿瘤诊断和治疗领域的应用还大多局限于细胞水平,这无疑在实验室研究和临床应用之间形成了一道鸿沟。基于以上研究现状,我们制备了一种生物相容性良好的可生物应用的铂纳米粒,并且利用其强大的近红外光吸收和转化热能的能力以及其对X射线的衰减能力,将其应用于光声和CT成像。同时,我们通过控制激光的功率实现温和的光热,改善肿瘤区域的乏氧状况,增强放疗的效果。通过近红外二区的温和光热和纳米粒促进的放疗的共同作用,我们在降低激光功率和X射线剂量的前提下实现了肿瘤的完全抑制,从而保证了治疗的安全性。另外,我们在动物水平系统评价了铂纳米材料的毒性,为其临床转化提供了安全性数据的支持。本文的主要研究内容如下:第一章,简要总结了纳米材料在肿瘤成像和治疗领域的应用情况,同时综述了纳米材料可能引起的生物毒性及其机制。最后具体阐明了本论文的选题依据和研究内容。第二章,介绍了聚乙二醇修饰的铂纳米粒的制备和相关表征。我们用油相高温加热法合成了表面疏水形态均一的蠕虫状铂纳米颗粒,然后采用两亲性高分子C18PMH-PEG对其进行表面修饰,得到粒径合适,水溶性良好,生理溶液中稳定的Pt-PEG纳米粒。我们开发的制备方法简单温和,可重复性好,为后续实验和临床转化提供了良好的基础。第三章,介绍了聚乙二醇修饰的铂纳米粒的体内药动学行为和在肿瘤成像中的应用。得益于良好的表面修饰,Pt-PEG纳米粒在血液中循环时间较长,且能有效富集于肿瘤。纳米粒在小鼠肿瘤中的动态富集过程可以通过光声成像实时观察。同时,我们也证明了纳米粒具有强大的X射线衰减能力,能够作为体内CT成像的造影剂。第四章,介绍了聚乙二醇修饰的铂纳米粒在肿瘤治疗中的应用和其生物毒性。Pt-PEG纳米粒具有很高的近红外二区光热转化效率,同时能够吸收X射线对周围细胞产生杀伤。因此,我们在体外利用该纳米粒分别成功实现了细胞水平的光热治疗和放射增敏治疗。在动物水平,我们通过温和的光热改善了肿瘤区域的乏氧状况,然后通过纳米粒增强的放疗完全抑制了肿瘤生长。另外,我们系统评价了Pt-PEG纳米粒的生物毒性,证明了其应用于生物体的安全性长期可控。综上所述,我们用简单可重复的方法制备了生物相容性良好的聚乙二醇修饰的铂纳米粒,并成功将其用于肿瘤的多模态成像和近红外二区的光热与放射疗法的联合使用,为铂纳米材料的进一步应用研究提供了新思路,为其最终的临床应用提供了理论基础和实验依据。