自从2004年被发现以来，石墨烯越来越引起人们的注意。研究发现其衍生物氧化石墨烯在水中具有很好的溶解性，并且由于它的生物相容性和没有明显的毒性扩大了石墨烯在各个领域上的应用。本论文主要研究在氧化石墨烯表面共价修饰靶向分子透明质酸（HA），形成氧化石墨烯-透明质酸（GO-HA）纳米药物载体材料，并进一步研究了所得材料的生物相容性以及载药材料对荷瘤裸鼠的治疗效果。接着又在氧化石墨烯表面原位生长铁酸锰纳米粒子，形成氧化石墨烯/铁酸锰（GO/MnFe₂O₄）纳米杂化材料，并对其作为T2加权磁共振成像造影剂在生物体内的分布和代谢途径进一步进行探究。全文共分为四章。第一章概括了石墨烯的结构性质和表面修饰纳米粒子的方法以及石墨烯及其衍生物氧化石墨烯在生物体中的应用。同时也介绍了氧化石墨烯在磁共振成像方面的应用。最后提出了本论文的研究设想。第二章我们在单层氧化石墨烯表面上共价连接己二酸酰肼，利用己二酸酰肼上的氨基进一步偶联靶向分子透明质酸，进而形成氧化石墨烯-透明质酸（GO-HA）纳米药物载体材料。制备所得的氧化石墨烯的厚度约为1.0nm，氧化石墨烯的平均尺寸约为300nm。研究了GO-HA材料对不同浓度亲水性抗癌药物阿霉素（DOX）和疏水性药物喜树碱（CPT）载药情况。当DOX的浓度到达1mg/mL的时候，GO-HA负载DOX的量达到最大值800mg/g；当CPT的浓度为80μg/mL的时候，GO-HA负载CPT的量达到最大值144mg/g。接着研究了GO-HA吸附两种药物的情况，以形成GO-HA/CPT/DOX复合材料。随着DOX浓度的增大，DOX的载药量逐渐增大，当DOX的浓度为0.1mg/mL的时候，GO-HA/CPT材料吸附DOX达到最大值400mg/g。GO-HA材料的体外实验表明，材料具有低的细胞毒性和溶血活性，激光共聚焦实验表明材料对高表达HeLa细胞具有靶向作用，对L929没有明显靶向性。尾静脉注射昆明鼠，在不同的时间段内取血，通过血涂片、生化指标和组织切片HE染色来测定材料的毒性，结果显示，材料均没有表现出明显的毒性，具有较好的生物相容性。接着用GO-HA/DOX考察其对荷瘤鼠（用HeLa细胞种植的肿瘤）的治疗效果，结果显示，经过治疗的裸鼠，肿瘤的体积相比于对照组增长较缓慢，体重下降不明显，表明GO-HA/DOX具有显著的治疗效果。因此，GO-HA纳米药物载体材料可作为一种有效的药物运输材料，有望在癌症的治疗方面做进一步研究。第三章我们用高温热解法制备了GO/MnFe₂O₄纳米杂化材料。所得的杂化材料具有超顺磁性，表现出良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，在肿瘤鼠体内的成像研究表明，经过一段时间，材料聚集在肿瘤部位，因此可作为癌症诊断材料。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。结果表明，经尾静脉注射进入活体内的GO/MnFe₂O₄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GO/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。