金属基纳米材料由于具有生物相容性好，抗菌性能好等诸多优点而备受关注。金属基纳米材料的生物医学应用很广泛，包括药物/基因载体，标记和跟踪剂，癌症治疗，成像和抗菌等。但是关于金属基纳米材料表面修饰、生物安全性以及在生物医学中的应用如癌症光热治疗、放疗增敏和生物毒性等诸多问题，仍然是研究的热点和难点。　　本博士论文中，通过不同的方法，合成得到不同种类和结构的金属基纳米材料，并采用表面修饰的方法赋予其优异的水分散性和生物相容性，发展了金属基纳米材料在癌症光热治疗，放疗增敏及成像方面的应用，并对材料的生物安全性和抗菌行为进行了系统研究。本论文的研究内容分为以下五个部分：　　(1)设计合成了以金纳米粒子为核、铂纳米粒子为枝杈的枝杈状纳米材料，并在其表面修饰了亲水性的聚乙二醇以增加其生物相容性。在纯油胺体系中，首先通过还原氯金酸制备金纳米颗粒。然后继续使用油胺体系，以所制得的金纳米颗粒为核，利用氢气辅助的还原方式，还原了乙酰丙酮铂，在金颗粒表面生长铂晶核，进而得到了枝杈状的金铂纳米材料。为了拓展其在生物医学方面的应用，利用硫辛酸封端的聚乙二醇聚合物与得到的金铂纳米材料反应，从而使其表面修饰了亲水性聚合物，得到能够在水相中稳定存在的枝杈状金铂纳米材料（Au@Pt Nanodendrites，简写为Au@Pt NDs）。并通过透射电镜（TEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、紫外可见近红外分光光度计（UV-Vis-NIR）、动态激光光散射仪（DLS）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）对枝杈状金铂纳米材料进行了表征。　　(2)聚乙二醇修饰的枝杈状金铂纳米材料（Au@Pt NDs）在光热和放射联合治疗方面的应用。通过细胞毒性测试及细胞内吞量测试对Au@Pt NDs进行生物学性能评价，并进一步研究了近红外光和 X射线照射与细胞凋亡的关系。在该体系中，金纳米核和铂纳米枝杈的结构有利于近红外光吸收和 X射线的区域剂量增强，从而增强光热及放射治疗的疗效。通过采用Au@Pt NDs，可以获得较好的协同治疗结果。此外，Au@Pt NDs还具有显著的计算机断层扫描（CT）成像信号增强功能，表明其具有通过成像指导肿瘤治疗的潜力。　　(3)通过酯化反应合成了聚乙二醇修饰的二茂铁络合物（Fc-PEG），并研究了其作为放疗增敏剂的应用。利用核磁共振氢谱（1H NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）和凝胶渗透色谱（GPC）对络合物的结构进行表征；通过荧光分光光度计、动态激光光散射仪（DLS）和透射电镜（TEM）对络合物的自组装行为进行研究；通过细胞毒性测试、流式细胞仪、活性氧测试等对自组装形成的纳米粒子进行生物学性能评价。并进一步研究了细胞内吞量、细胞内活性氧水平与肿瘤细胞凋亡的关系。该纳米络合物具有以下特性：　　1.通过一步酯化反应制备，产率高；　　2.使用聚乙二醇修饰能够提高二茂铁在水相中的稳定性；　　3.能够自组装形成纳米胶束，且细胞内吞量高。结果表明，Fc-PEG具有放疗增敏的效果，具有潜在临床应用的可能。　　(4)利用超声辅助水相剥离法合成二维片层二硫化钼纳米材料（MoS2）并研究了其生物毒性。通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）对其结构进行表征。通过菌落计数法（CFU），研究了MoS2纳米片对典型的革兰氏阳性细菌（大肠杆菌）和典型的革兰氏阴性菌株（金黄葡萄球菌）抗菌性能。通过分析活性氧的产生，并通过SEM检测形态变化，研究了抗菌的机制。进一步的通过CCK-8法测定评价其对真核细胞的细胞毒性。发现MoS2纳米片对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌有毒性，但对真核细胞毒性较小。　　(5)利用超声辅助水相剥离法合成二维片层二硫化钨纳米材料（WS2）并研究了其生物毒性。通过TEM、扫描电镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）对其结构进行表征。通过菌落计数法（CFU），研究了 WS2纳米片对典型的革兰氏阳性细菌（大肠杆菌）和典型的革兰氏阴性菌株（金黄葡萄球菌）抗菌性能。通过分析活性氧的产生，并通过 SEM检测形态变化，研究了抗菌的机制。进一步通过CCK-8法测定评价其对真核细胞的细胞毒性。发现 WS2纳米片对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌有毒性，但对真核细胞毒性较小。