自从1991年Iijima发现碳纳米管以后,由于它的独特的光学、电学、机械等多种优良的性能,以及高的比表面积和毒性小、生物相容性好的优点,得到了广泛的关注。在碳纳米管的表面修饰上无机有机纳米粒子或者其他的药物分子可以扩大碳纳米管在各个领域上的应用。本论文主要是在碳纳米管表面沉积上CoFe₂O₄和Fe₃O₄纳米粒子,以形成多壁碳纳米管/铁酸钴（MWCNT/CoFe₂O₄）和多壁碳纳米管/四氧化三铁（MWCNT/Fe₃O₄）纳米杂化材料。并对他们的生物相容性、作为T₂加权磁共振成像造影剂和药物载体,以及在生物体内的分布和代谢途径进行了探索。全文共分为四章。第一章概括了碳纳米管的结构性质和表面修饰纳米粒子的方法以及碳纳米管在生物体中的应用。同时也介绍了磁共振成像（MRI）的原理和CNT在磁共振成像方面的应用。最后提出了本论文的研究设想。第二章我们以水作为溶剂合成了MWCNT/壳聚糖（Cs）/CoFe₂O₄纳米杂化材料。并考察了合成温度和金属铁盐浓度等条件对材料形貌的影响。还测试了所得材料的磁性和作为磁共振成像造影剂的潜在应用。同时,我们还用溶剂热的方法通过高温热解,在二甘醇（DEG）和二乙醇胺（DEA）作为溶剂和配位剂的条件下合成了MWCNT/CoFe₂O₄杂化材料。反应温度对所得杂化材料的形貌具有很大的影响。在最佳的反应条件下,可获得CoFe₂O₄纳米粒子均匀覆盖在MWCNT表面且具有超顺磁性的MWCNT/CoFe₂O₄-180杂化材料。体外实验表明,MWCNT/CoFe₂O₄-180杂化材料具有低的细胞毒性和溶血活性,并且对癌细胞具有非常好的磁共振成像增强效果。重要的是,杂化材料对阿霉素（DOX）具有高的药物装载效果,且载药后的材料对HeLa细胞表现出明显的细胞毒性。装载药物的MWCNT/CoFe₂O₄-180材料具有在正常生理条件下低的药物泄漏量而在酸性条件下快的药物释放能力。因此,MWCNT/CoFe₂O₄-180杂化材料可作为一种有效的磁共振造影剂和药物运输材料,有望应用于癌症的诊断和治疗。第三章我们用制备MWCNT/CoFe₂O₄杂化材料的方法原位合成了MWCNT/Fe₃O₄杂化材料。所得的杂化材料具有超顺磁性,表现出很好的亲水性和低毒性,并且具有可以忽略的溶血效应和很明显的对癌细胞的MRI造影增强效果。体内MRI实验表明,在注射样品后,肝和脾的T₂加权成像信号很快就降低了,表明该样品在活体内的行踪可用MRI技术跟踪,可用作MRI造影剂。此外,还对该样品在体内的分布、病理学分析和代谢途径做了更深入的探究。这些结果表明,经静脉注射进入活体内的MWCNT/Fe₃O₄杂化材料可以被肝、肺和脾摄取,并且可以从肝和肾中代谢出体外。这些结果也为CNT/磁性材料这一类杂化材料的生物相容性提供了资料,对它们在将来的生物应用上是很有益的。第四章对本论文所得的重要结果进行了总结,并展望了所制备的材料在生物医学领域的应用前景。