在近红外光区域具备强吸收性质的光热纳米材料在生物医学领域有着广阔的应用前景,是近些年来的研究热点。研发光吸收能力强、光热转换效率高、生物相容性好的光热纳米材料是光声成像及肿瘤光热治疗的关键。在本文中,我们合成了具有强光热转换能力及丰富介孔结构的介孔碳纳米球,并首次将其用于光声成像及光热/化学联合治疗肿瘤的研究当中,取得了高对比度的成像效果及显著的肿瘤治疗效果。本文主要取得如下创新性研究结果:1.我们使用简单易操作的“硅辅助法”合成了介孔碳纳米球并对其进行了表征。透射电镜及扫描电镜的表征结果显示,此碳纳米球直径约为200 nm,尺寸均一且分散性好,碳球骨架上可见大量孔状结构。氮气吸附实验证实了制得的纳米碳球拥有介孔结构,孔径约为2.5 nm。X射线光电子能谱测试结果显示除了C-C或C-H基团外,介孔碳纳米球表面还有因其与氢氟酸反应而产生的C-O和O-C=O基团;经动态光散射仪测试可知,该介孔碳纳米球的Zeta电位为-35.5 mV,较大的表面负电荷使该介孔碳纳米球在水中可呈现较好的分散性及稳定性。2.我们证明了合成出的介孔碳纳米球具备优异的光吸收及光热转换能力。实验结果显示,这些介孔碳纳米球具备宽谱强吸收的光学特性（300-1400 nm）,吸收波长覆盖第一、二近红外窗口;其在808 nm及1120 nm处的吸收系数分别为33.9 L g^-1cm^-1和29.1 L g^-1cm^-1,约为对照光热材料石墨烯和单壁碳纳米管的1.5和2倍,与金纳米棒的吸收系数接近。该介孔碳纳米球在808 nm及1120 nm处的光热转换效率分别为35.8%和46.3%,接近或略高于对照光热材料石墨烯、单壁碳纳米管及金纳米棒的光热转换效率。与此同时,我们也发现该介孔碳纳米球在光照下有非常好的稳定性,激光照射后其吸光度值及水合动力学半径都没有发生明显变化。3.我们证明了该介孔碳纳米球具备优异的载药能力,并实现了对该介孔碳纳米球中药物的可控释放。我们使用抗肿瘤药物阿霉素对该介孔碳纳米球的载药能力进行了测试。实验结果显示,丰富的介孔结构及合适的孔大小使该介孔碳纳米球对阿霉素的装载量高达35%（每100 mg介孔碳球中可装载35 mg阿霉素）。我们还发现,该介孔碳纳米球内的抗肿瘤药物的释放具有可控性,降低溶液pH或使用近红外激光照射都可加速药物的释放。4.我们将该介孔碳纳米球用于光声成像中,并展示了其作为光声成像造影剂的优异性能。在近红外激光照射下,该介孔碳纳米球在琼脂仿体中产生的光声信号强度分别为对照光热材料石墨烯、单壁碳纳米管及金纳米棒的1.2、1.6及2.1倍,其光声成像效果与对照光热材料相比有更高的对比度。裸鼠体内光声成像实验结果显示,相对于其它对照光热材料,该介孔碳纳米球在动物体内仍然具备更为优异的光声成像能力。5.我们将该介孔碳纳米球用于光热/化学联合治疗肿瘤的研究中,并取得了显著的治疗效果。我们首先采用MTT以及Calcein-AM/PI共染色的方法对该介孔碳纳米球体外光热杀伤肿瘤细胞的效果进行了评估。实验结果显示,在808nm或1120 nm近红外激光的照射下,该介孔碳纳米球对肿瘤细胞具有明显的杀伤作用,且光热治疗效果随着介孔碳纳米球浓度的提高而增强。我们又通过小鼠体内实验进一步验证了该介孔碳纳米球对小鼠皮下肿瘤的光热/化学联合治疗效果。在近红外激光照射下,注射有载药介孔碳纳米球的肿瘤局部温度可高达65℃,此温度会对癌细胞产生显著的杀伤效果。治疗结果显示,相对于对照组,光热/化学联合治疗组小鼠皮下肿瘤的生长被更为明显地抑制,部分肿瘤甚至完全消失。我们通过HE染色对各组肿瘤及小鼠器官进行了组织学分析,实验结果显示实验组的肿瘤组织被严重破坏而对照组的肿瘤组织仍保持正常形态,各组小鼠器官均无明显损伤及炎症。