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癌症流行病学研究表明,癌症的发病率逐年上升,极大地降低了人类的生活质量,威胁着人类健康,因此,如何有效的实现肿瘤的早期诊断以提出针对性的治疗手段,是提高患者的生存质量甚至消灭肿瘤的关键,也是肿瘤研究领域亟待解决的重大临床难题。临床上常见的肿瘤治疗方式,是在借助影像学技术对病灶进行精准诊断分析之后,再对病灶进行以化学治疗、放射治疗以及手术切除等方式进行治疗。因此将诊断与治疗结合,打造“诊疗一体化”的多功能材料,以实现及时监控病变的发展,对提升肿瘤的治疗效果,具有重大的研究意义。核磁共振成像（MRI）是一项临床上常用的先进的影像学诊断技术。通常高精度的核磁共振成像需要造影剂,但是临床上常用的钆基造影剂存在副作用大、靶向性差、诊断窗口期短等问题,限制了钆基造影剂在诊疗一体化材料设计中的应用。因此科学家们将目光集中到了低毒性、高增强成像、易功能化的过渡金属磁性纳米材料（如Fe3O4,MnO等）上,在满足核磁成像的需求同时,能够进一步功能化实现同时治疗的效果。肿瘤的各种治疗方案中,化学疗法是目前应用广泛且有效的一种治疗方式。但是,化学疗法存在选择性低、药物毒性大、肿瘤耐药等缺点,在一定程度上限制了化学疗法的应用,因此,精准治疗中的靶向给药为化学疗法提供了新的方案。此外,免疫疗法作为目前最具有前景的一种新型治疗手段,在彻底清除肿瘤细胞方面,有着比化学疗法独特的优势,是肿瘤治疗最理想的方案之一。随着纳米科技的发展,将肿瘤诊断的纳米药物赋予载体特性,通过结合有效的肿瘤治疗手段（化学疗法、免疫疗法）,在诊疗一体化复合材料研究中展现了具体优势,对精准高效肿瘤治疗具有重大的意义。本论文围绕着肿瘤的诊断与治疗,以磁性纳米材料功能化设计为基础,遴选典型的磁性Fe3O4纳米材料作为基础功能载体,制备了新型MRI增强介质材料、MRI/荧光协同诊断材料等,进一步搭载化学治疗药物与结合免疫治疗细胞,开展对肿瘤的精准诊断和靶向治疗。本文的主要研究内容分为四个部分:（1）批量化制备DMSA（2,3-二巯基丁二酸）修饰的超小Fe3O4纳米颗粒自组装纳米团簇用于肿瘤靶向双模态T1/T2加权核磁共振成像。采用批量化技术合成超小Fe3O4纳米颗粒,利用2,3-二巯基丁二酸（DMSA）分子修饰后,在二甲基甲酰胺（DMF）/水溶剂中进行超声处理,利用纳米颗粒自组装特性合成了仅含有几个超小Fe3O4纳米颗粒的纳米团簇,其结构可以长期稳定存在。Fe3O4纳米颗粒的超小尺寸增大了 Fe3+离子的表面暴露比例,发挥其优良的T1模式MRI成像特性,赋予材料高性能的T1模式MRI成像能力。自组装纳米团簇增强材料的顺磁性,赋予材料T2模式MRI成像能力。因此,超小Fe304纳米团簇造影剂具有优异的T1和T2模式MRI成像能力。在与肿瘤靶向配体精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）结合后,功能化的Fe3O4纳米团簇增强了肿瘤对造影剂的富集效果,显著提高了细胞和体内双模态MRI成像效果,为肿瘤的精准成像和诊断提供了一种有效的方案。（2）Fe3O4/Tb-Asp复合纳米材料用于肿瘤MRI/荧光双成像。合成了超顺磁性Fe3O4纳米颗粒,在其表面接枝Tb-Asp（铽-天冬氨酸）荧光配位化合物,形成Tb-Asp荧光纳米材料包覆Fe3O4的复合纳米材料。结合超顺磁性Fe3O4纳米颗粒良好的T2模式MRI成像功能,与Tb-Asp良好的荧光成像特性,构建了 MRI/荧光双模态成像复合材料。Fe3O4/Tb-Asp复合纳米材料具有良好的生物相容性,对组织器官没有损害,能够有效的实现肿瘤的MRI/荧光双模态成像,增强肿瘤的检测能力,实现肿瘤的精准诊断,有利于用于临床多模态诊断造影剂的进一步开发。（3）干细胞功能化载药“活材料”用于抗肿瘤药物靶向递送和监测。通过人脂肪干细胞（hADSCs）与载药载体相连接,构建了一种新型的包含活的干细胞、纳米载体和药物的新型活材料,用于实现抗肿瘤治疗药物的靶向输运和监测。基于干细胞的肿瘤趋向性特点,利用特异性抗体CD44将高效负载阿霉素（Dox）的介孔Fe3O4@二氧化硅（SiO2）核壳结构纳米载体与hADSCs特异性连接。研究结果证明,纳米载体对hADSCs的活性影响较小,纳米载体释放的Dox诱导人乳腺癌肿瘤细胞（MCF-7）凋亡。基因和蛋白质水平的探索显示细胞凋亡的机制为积累的Dox引起细胞氧化应激并导致DNA损伤。在DNA损伤的情况下,p53信号通路被细胞应激激活,从而导致肿瘤细胞凋亡。该研究为药物的主动递送和监测用于癌症治疗提供了一种非常有前景的解决方法。（4）抗体修饰超顺磁性Fe3O4纳米颗粒实现NK-92细胞的高效磁标记用于实体瘤的磁靶向免疫治疗。利用DMSA修饰超顺磁Fe3O4纳米颗粒,在Fe3O4纳米颗粒表面进一步接枝CD56抗体。利用CD56抗体实现其与自然杀伤细胞NK-92细胞系的特异性连接,赋予磁标记的NK-92细胞的磁迁移和富集功能。研究显示,合成的Fe3O4纳米颗粒对正常细胞和NK-92细胞没有毒性,并且不影响NK-92细胞分泌颗粒酶B和IFN-γ,保持了 NK-92细胞的免疫杀伤肿瘤细胞的功能。超顺磁的Fe3O4纳米颗粒具有T2模式MRI成像功能,能够实现对NK-92细胞的监测定位作用。将Fe3O4纳米颗粒偶联NK-92细胞用于MRI指导的磁靶向实体瘤免疫治疗,结果显示能够明显减小荷瘤小鼠的肿瘤体积,并且显著延长了小鼠的生存期,呈现出良好的肿瘤治疗效果。本研究提出了一种新的基于Fe3O4纳米颗粒功能化的NK细胞的实体瘤治疗方法,为癌症免疫治疗方案提供一种非常前景的治疗策略。本文提出的以超顺磁Fe3O4纳米颗粒为基础材料的诊断、治疗特别是诊断与治疗一体化肿瘤诊疗新策略,将为癌症诊治提供重要的参考。