随着纳米科学的发展,许多具有优异生物功能的纳米材料被开发出来,从而催生了其在生物医学领域的研究和应用。纳米生物医学是将纳米材料应用于生物医学的新兴学科。而纳米材料的可控制备是纳米生物医学发展的基础。基于生物医学诊断与治疗这两大主题,设计合成功能性纳米材料来实现对疾病标志物的便携式、高灵敏检测及病灶部位的高效治疗显得尤为重要。贵重金属纳米材料由于其独特的物理化学性质,在能源、催化、生物、传感和医药等方面展现出广阔的应用前景及巨大的应用潜力。通常贵金属纳米材料因成本较高使其应用受到限制,因此人们开始把注意力集中在贵金属基纳米复合材料的开发和应用研究上。作为一种常见的生物染料,亚甲基蓝（MB）具有良好的可见光吸收能力、光敏性能和光热转换性能。研究发现MB作为一种性能优良的功能性配体易和金属离子配位。此外,光化学合成法作为一种绿色、简便的纳米材料合成方法备受研究者的关注,但该方法在实现纳米材料的可控制备方面仍然具有一定的挑战。本论文利用光化学法设计合成了多功能的贵金属基纳米材料,并探索了其在生物检测和治疗方面的应用。具体工作如下:1、开发了叶酸（FA）修饰的二维Au纳米片（FA-AuNSs）用于癌细胞的特异性识别和高灵敏检测。分别使用MB及光诱导的MB自由基作为表面控制剂和还原剂合成了厚度可调的AuNSs。得到的AuNSs能高效地催化H₂O₂分解生成O₂,从而在检测体系中产生明显的压力增加,并可以通过便携式压力计检测压力信号的变化。因此,FA-AuNSs可以用作基于压力信号的生物传感器实现对叶酸受体过表达的癌细胞的高选择性和高灵敏检测,检测限为每毫升50个细胞。这种基于压力信号的传感策略还可用于检测血清样品中的癌细胞,具有潜在的临床应用价值。2、合成了二维Pd（II）-MBCPs纳米片（PdMBCPsNSs）,用于实现生物标志分子H₂S的高灵敏光热检测。其检测机理是基于H₂S对PdMBCPsNSs的分解作用,导致的PdMBCPsNSs浓度的降低和分解产物MB浓度的增加。加入H₂S后,在808 nm激光照射下PdMBCPsNSs释放的热量减少,而在650 nm激光照射下MB释放的热量增加。这种温度变化信号很容易通过便携式温度计捕获。PdMBCPsNSs对H₂S表现出高灵敏的比率型温度响应,其最低检测限为30 nM。其次,由于Pd²⁺和H₂S结合形成PdS,从而对H₂S表现出了高的选择性。此外,该探针也适用于实际复杂样品中H₂S的检测。这种H₂S检测策略具有成本低、便于携带和易于操作的特点,有望用于生物学分析当中。3、设计合成了一种负载Pt纳米颗粒的Pt（IV）-MB配位聚合物（CPs）纳米梭（Pt/PtMBCPsNSs）光敏剂用于肿瘤中原位药物合成和化疗-光动力联合治疗。Pt/PtMBCPsNSs在肿瘤微环境（TME）中具有尺寸可变的特点,其作为串联催化剂还可以有效地将内源性H₂O₂催化分解为O₂,同时在激光照射下产生大量的单线态氧（¹O₂）。随后,¹O₂将无毒的前药分子（1,5-二羟基萘,DHN）选择性地光氧化成抗癌药物胡桃醌。体外和体内实验均证实了¹O₂和胡桃醌可引发癌细胞的凋亡并且有效抑制肿瘤的生长。Pt/PtMBCPsNSs进入细胞后可以进行有效且按需的药物合成,大大增强了对肿瘤的特异性杀伤力,并在很大程度上减轻了对正常组织和器官的毒副作用。因此,该研究为肿瘤内特异性药物合成和有效的协同治疗提供了一种有前景的策略。4、合成了一种新型的Pt（IV）-MBCPs纳米梭（PtMBCPsNSs）,研究发现该光敏剂可以敏化TiO₂实现可见光催化水分解产生H₂,H₂的生成可以清除巨噬细胞（RAW264.7）中过量的活性氧物种,从而达到缓解和治疗炎症的目的。此外,PtMBCPsNSs的引入不仅拓宽了TiO₂的吸收范围,而且增强了TiO₂可见光催化产生H₂的能力。其催化反应机理是:在激光照射下,PtMBCPsNSs的电子从基态跃迁到激发态,并进一步转移到TiO₂的导带位置,从而将水还原为H₂。体外细胞实验表明,TiO₂/PtMBCPsNSs具有很小的细胞毒性,光催化产生的H₂可以穿过生物膜扩散至细胞中,将RAW264.7细胞中过量的活性氧物质还原,从而实现了炎症症状的明显改善。