癌症作为当前世界上人类最主要的死因因素之一,全球的研究人员都在寻找癌症的诊疗治愈方法,而癌症的治愈机会大大受到发现的时期所影响,在早期发现癌症对癌症的治疗可谓至关重要,因此,为了减少癌症所造成的死亡,探索更多不同癌症早期检测的诊断方法具有重要意义。X射线荧光断层成像(X-ray Fluorescence Computed Tomography,XFCT)利用X射线激发注射到生物活体内的肿瘤靶向药物中的高Z元素,例如钆、金等,产生具有特定能量的特征X射线光子,通过对特征光子的探测实现对靶向药物的成像。和目前已经在临床上广泛使用的其他核医学成像技术相比,例如常用的单光子发射成像技术(SPECT)、正电子发射成像技术(PET),XFCT成像技术无需使用放射性核素,可以很大程度上降低诊疗成本,有望成为未来临床早期癌症诊断的有力手段。金属纳米颗粒作为当前XFCT成像研究使用的主要药物对成像质量的影响至关重要,本论文利用蒙特卡洛模拟,对比研究了不同尺寸的钆、金纳米粒在XFCT成像实验中的发光效率和信噪比问题,发现纳米粒直径不同对荧光材料所发出的荧光信号信噪比的影响很小,基本可以忽略不计。随后,论文针对小鼠活体,利用多种钆纳米粒以及以普美显为代表的含钆临床药物进行了生物活体XFCT实验研究,研究表明:含四氟钆钠纳米粒能应用于XFCT成像之中,通过多种不同方式的注射方式,分别在小鼠肺部以及肝部有可见荧光信号,并可以通过XFCT对该器官进行成像以及图像重建;其他的钆钠米粒可能由于浓度及靶向能力不足,在本研究中所使用的XFCT成像系统中未见明显的荧光信号,而含钆临床药物普美显因为在体内排除速度快所以主要在非目标器官肾脏富集。