癌症,作为对人类生命健康具有重大威胁的疾病之一,长期以来一直没有一个高效安全的治疗手段。近年来,纳米光热疗法由于其在治疗癌症过程中具有疗效显著,毒副作用小,对人体创伤小等优点引起了人们的广泛关注。相较于传统光热疗法,纳米光热疗法是基于纳米光热材料的光热转化性能,利用其在近红外(Near infrared,NIR)激光诱导下快速升温的特性,局部升温,从而杀死对热敏感的肿瘤细胞。由纳米光热治疗的原理可知实现良好治疗效果的关键在于纳米光热材料。纳米光热材料需要具备良好的生物相容性,高的光热转换效率,低毒性以及在治疗结束后能否从人体排出去。纳米光热疗法除了对材料本身有一定要求外,也需要有合适的成像技术来对整个治疗过程精准监控,以便随时掌握肿瘤位置,大小,形状等有用信息。我们选用荧光寿命成像(FLIM)对治疗过程进行实时监控。荧光寿命成像是一种非侵入式,同时具有高时间分辨率和空间分辨率的成像方法,利用荧光信号的寿命信息产生图像对比度。荧光寿命值只取决于细胞内荧光探针与细胞微环境的相互作用,因此它能全面的反映细胞此时的生理状态信息。本论文选取并通过液相剥离法得到了三种纳米光热材料,二硫化铼、黑磷和二硫化钼;对3种纳米光热进行了形貌表征和光谱表征;利用CCK-8法检测了3种纳米材料的细胞毒性。结果显示3种材料细胞毒性较低,满足纳米光热治疗对纳米材料具备良好生物相容性的要求;通过测量3种纳米材料的体外升温情况,说明了材料具备较高的光热转换效率;随后进行了纳米光热材料对肿瘤细胞的光热杀伤实验,结果表明这3种纳米光热材料具备较好的肿瘤细胞杀伤能力;最后利用荧光寿命成像的方法检测了在纳米光热治疗过程中细胞发生的形态变化,并利用细胞的荧光寿命信息定量分析肿瘤细胞的死亡情况。本论文的创新点如下:(1)通过联合探头超声和水浴超声的液相剥离法得到了形貌较为均匀的层状二硫化铼纳米材料,并通过PEG修饰降低了层状二硫化铼纳米材料的生物毒性。(2)利用荧光寿命成像方法实现了在纳米材料光热过程中对细胞实时精确监控,从细胞图像和荧光寿命数值分析两方面来判断细胞在光热治疗中的死亡率。