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随着纳米技术在生物医学领域的不断发展,纳米材料的开发以及其生物医学应用受到广泛关注。四氧化三铁纳米颗粒具备良好的生物相容性和独特的磁学性质,在生物医学领域具有广泛的应用,如用作磁共振成像造影剂,磁热疗剂等。然而,当前生物医用磁性氧化铁纳米颗粒存在的低效磁热疗导致以其开发的纳米热疗剂在恶性肿瘤的治疗中不能满足临床需求。本论文设计制备了线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒,在尺寸可控合成、表面修饰优化以及磁热疗应用方面等展开了研究,为构建高效磁热疗剂提供理论和方法基础。本论文的主要研究内容分为以下几个部分:（1）利用高温有机热分解法合成了单分散的超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒,并通过配体交换的策略对纳米颗粒进行表面改性,实现油相四氧化三铁纳米颗粒到水相四氧化三铁纳米颗粒的转换。TEM结果表明合成的颗粒尺寸约为7 nm。XRD结果显示合成的Fe3O4纳米颗粒具有良好的结晶性。DLS结果表明水相四氧化三铁纳米颗粒的水动力学直径约为12 nm。VSM结果表明油相四氧化三铁的饱和磁化强度值约为58 emu/g,并且呈现超顺磁性。（2）设计制备了线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒用于高效肿瘤磁热疗。并且利用FTIR和XPS对线粒体靶向四氧化三铁纳米颗粒的表面修饰进行表征。FTIR结果表明线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒样品中具有酰胺键(1637和1560 cm-1)以及三苯基膦的特征吸收峰。XPS结构表明其样品中含有Fe、O、C、N和P元素,说明三苯基膦与四氧化三铁的结合。磁热升温曲线结果表明:浓度为0.34 mg Fe/mL的颗粒在磁场下作用10 min（300 KHz,30A）温度上升了约13℃,说明线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒具有良好的磁热转换效率。（3）针对纳米颗粒在生物应用中的潜在毒性问题,本研究探索了线粒体靶向四氧化三铁纳米颗粒的细胞毒性。实验结果表明,在颗粒浓度为100μg Fe/mL时,将其与肝癌细胞HepG2共培养24 h,细胞的存活率仍然能达到80%以上,说明其具有良好的生物相容性。进一步的研究了不同共培养时间对纳米颗粒吞噬量的影响。实验结果表明,随着共培养时间的增大,胞内颗粒的含量也会逐渐上升。在0-10 h的共培养过程中,细胞对Fe3O4的吸收量逐渐增大;在10 h之后吸收量缓慢上升并在24 h左右接近最大吸收。并且用生物电镜观察到线粒体靶向四氧化三铁纳米颗粒在细胞中的定位,Bio-TEM结果表明其在线粒体中有大量分布,证实其具备线粒体靶向的功能,为后期体外磁热疗应用打下基础。（4）将线粒体靶向四氧化三铁纳米颗粒应用于磁热研究,并用CCK-8试剂检测细胞的活性,结果表明在磁场作用下线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒（100μg/mL）能显著杀死癌细胞,在磁场下作用十分钟后细胞存活率降到25%左右。因此,线粒体靶向的四氧化三铁纳米颗粒可以作为高效磁热疗剂应用于肿瘤治疗,并且该策略可为高效磁热疗剂的开发提供新的思路。（5）通过采用一种简单的悬滴方式培养了毫米级肝癌类器官,在悬滴中混合培养3T3细胞和HepG2细胞能形成一种分层结构的三维组织。3T3细胞分布在三维组织外圈,形成一个致密的外壳。这种三维组织能更真实的模拟体内实体肿瘤,并探究了其对四氧化三铁纳米颗粒的吞噬量以及用四氧化三铁纳米颗粒对其进行磁热处理。结果表明,与单层HepG2细胞的吞噬结果相比,四氧化三铁纳米颗粒在肝癌类器官中的内吞量有所减少;并且对比磁热治疗效果,磁热致死率也有所降低。因此,类器官可以模拟肿瘤结构用于磁热疗等生物应用。