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本文基于磁靶向荧光示踪和铼标记系统的开展了以Fe304磁性纳米粒子(MNPs)为基础的一系列多功能性的磁性纳米复合粒子的制备、修饰改性以及基础性应用等方面的研究工作。内容涉及具有不同形貌的亲水性Fe3O4 MNPs和亲油性Fe3O4 MNPs的制备、磁性荧光Fe3O4@ZnS和Fe3O4/CdSe异质结构的制备、碳纳米管基Fe3O4/CNTs磁性复合粒子和ZnS/Fe3O4/CNTs磁性荧光复合粒子的制备以及基于磁靶向热疗和放疗的普通铼模拟标记磁性纳米复合粒子的制备,这些复合材料均具有多功能性如磁靶向、荧光可视化、热疗、放疗(放射性铼标记)或载药等,为肿瘤的磁靶向治疗奠定了良好的研究基础。主要内容如下：首先,采用改进的多元醇法和高温热解法分别制备亲水性Fe3O4 MNPs和亲油性Fe3O4 MNPs,并通过X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)等分析手段对所制备的产物进行了表征。结果表明,不加任何改性剂时,粒子为规则的球形,其晶型为立方晶系,磁响应性较高,在室温下为超顺磁性,但是有轻微的团聚现象,而以聚丙烯酸(PAA)为改性剂时得到了单分散的羧基化Fe3O4 MNPs,水溶性好。将反应转移至水热反应釜中进行时,其中不加任何改性剂时得到的粒子团聚严重,加入PAA后,一次粒子团聚成规则的二次粒子,而加入聚乙二醇(PEG)后,高压条件使得Fe3O4 MNPs的生长更加完全,粒径增大,饱和磁化强度增加；高温热解法制得的亲油性Fe3O4 MNPs均为一次粒子,其表面带有大量的油胺基团,分散性好,可以储存于密封的正己烷溶液中长达数月。当改变油酸／油胺体积比时,Fe3O4 MNPs的形貌发生了变化,并且在高温高压条件下尤为明显。随着油酸／油胺体积比逐渐减小,Fe3O4 MNPs的形貌向球形过渡；随着油酸／油胺体积比增大,Fe3O4 MNPs的形貌逐渐由不规则状向四边形、立方体过渡,结晶度增大,饱和磁化强度也随之增强。其次,以亲油性Fe3O4 MNPs作为“种晶”,采用热注入法分别制备Fe3O4@ZnS、“枣核状”和“钉子状”Fe3O4-CdSe异质结构,通过TEM、FTIR、XRD、XPS、VSM等分析表征手段进行表征,表征结果显示Fe3O4@ZnS异质结构的形貌较好、分散均匀,其中ZnS为纤维锌矿；以CdO或CdO的硬脂酸溶液为镉源则制得了“枣核状”和“钉子状”Fe3O4-CdSe异质结构,其中“枣核状”Fe3O4-CdSe异质结构中的CdSe为纤维锌矿,“钉子状”Fe3O4-CdSe异质结构主要是由“钉帽”和“钉身”组成,“钉帽”为Fe304纳米粒子,“钉身”为CdSe棒状结构,其晶型为六方晶系。这些异质结构均具有较好的磁性和荧光性,而且随着异质结构中量子点比重的增大,饱和磁化强度降低,荧光性能提高,因此可以通过控制Fe304和ZnS或CdSe的摩尔比来控制复合粒子的磁性能和荧光性能。为了制得分散性好的磁性荧光复合材料,选择碳纳米管作为基体,采用多元醇法和乙二醇法分两步制备磁性荧光碳纳米管ZnS/Fe3O4/CNTs复合材料,通过TEM、FTIR、拉曼、XRD、XPS、VSM等分析表征手段进行表征,表征结果显示利用综合氧化法进行纯化得到的CNTs表面纯净、无杂质,而且经过强氧化酸处理之后,其表面生成了一些活性点和含氧基团如-COOH、-OH、-OSO3-等,这些含氧基团使得CNTs表面呈负电性,有利于Fe3O4纳米粒子的吸附,以PVP为分散剂时,则形成包覆更均匀、致密的Fe3O4/CNTs复合粒子,没有任何裸露的表面；以经过阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠预先改性的Fe3O4/CNTs为载体,其表面呈电负性,利于Zn2+离子的吸附,继而原位合成ZnS纳米晶,得到的ZnS/Fe3O4/CNTs不仅包覆均匀而且致密,其中ZnS为纤维锌矿结构。此外还可以通过改变前躯体的用量实现Fe3O4和ZnS的可控负载,从而实现对复合材料的磁性能和荧光性能的可控操作。采用一步法制备fac-[Re(CO)3(H2O)3]+标记的磁性纳米复合粒子。其中中间体fac-[Re(CO)3(H2O)3]+是利用硼烷氨还原高铼酸钠而制得,磁性纳米复合粒子则是由不同的改性剂(如聚丙烯酸、谷胱甘肽(GSH)及叶酸(FA))对Fe3O4进行修饰而得到。采用XPS对复合粒子的元素以及铼的价态进行表征和分析。fac-[Re(CO)3(H2O)3]+的XPS能谱检测出Re4f、Re4d5、Re4d3、Re4p3、Re4p1、Ols和Cls的光电子谱线,此外还检测到羰基类化合物的特征光电子线。由于反应过程中除了CO气体外没有任何含碳元素的原料参与反应,说明成功制得铼的羰基化合物；以Fe3O4-PAA为磁性载药体时,标记效果不好；以Fe3O4-GSH为磁性载药体时,Re4f7/2光电子谱线的结合能所对应的价态为+4价,与fac-[Re(CO)3(H2O)3]+的+1价不符；改用Fe3O4-FA为磁性载药体时,XPS能谱同样检测出铼的相关光电子谱线,Re4f7/2光电子谱线的结合能所对应的价态为+1价,说明成功制得三羰基铼并成功标记。标记后复合粒子仍保持了较好的磁响应性能,为实现后续放射性核素188Re对磁性纳米复合粒子的成功标记提供了理论依据和实验基础。