近年来,有机和无机纳米材料在生物医学领域受到越来越多的关注。作为无机光热剂材料,纳米金棒（GNRs）与硫化铋（Bi2S3）等材料由于其在近红外一区生物窗口范围内具有较强的光吸收能力而在癌症的检测与治疗等方面具有潜在研究价值。在现有的报道中,科研人员已经成功实现了无机光热剂材料的体内光热治疗、光热一体化药物输运、光热一体化能量转移下的协同光动力学治疗以及与上转换纳米材料复合条件下的光热一体化浅组织荧光温度探测等性能。因此,考虑在近红外光辐照条件下,构建基于光热剂一体化的复合纳米体系,同时实现精确诱导光热治疗的皮下生物成像和深组织温度传感是十分迫切的。然而,在外界光激发条件下实现的基于光热剂相关一体化光热治疗过程中,仍然存在由于自荧光效应而导致的生物成像效果差以及温度传感灵敏度低等问题。尤其是,对于精准定位和杀死深层组织的肿瘤细胞,构建一个具有生物相容性的无荧光背景生物成像、温度传感和光热治疗三种功能一体化的复合纳米体系仍然是一个挑战。针对上述难题,我们拟采用在X射线、紫外光或近红外光激发下,具有近红外发射（～700 nm）的Zn2Ga2.98Ge0.75O8:Cr3+0.02(ZGGO:Cr3+)超长余辉纳米粒子（PLNPs）作为光学探针,将纳米光热剂均匀地分散其中,这有望构建可同时实现局部组织无荧光背景生物成像、温度传感和光热治疗三功能的一体化复合纳米体系。此外,考虑到深组织一体化光热治疗的易操作性,我们拟采用位于NIR-I窗口内的635 nm波长的激光实施单波长激发策略,同时激发纳米光热剂和长余辉发光纳米粒子以求达到诊断治疗一体化应用效果。我们得到的主要研究成果如下:首先,我们通过十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）辅助自组装水热合成的方式,制备了均匀分散的近球形ZGGO:Cr3+@CTAB超长余辉发光纳米粒子。实验发现,在晶体生长的过程中,通过C19H42N+有序的输运生长基元(Zn（OH）42-或Ga（OH）63-),控制晶体缓慢有序的进行取向生长。同时,CTAB辅助自组装过程促使晶体内部产生了更多的反替位缺陷,并最终以CTAB双分子层的方式包覆在纳米粒子的表面,使得纳米粒子的表面带正电。当CTAB的摩尔浓度达到第一与第二临界胶束浓度临界点时,纳米粒子的形貌、分散性及余辉发光性能均达到最优。与此同时,由于纳米粒子表面CTAB双分子层的存在,有效钝化了纳米粒子的表面缺陷,使得材料在之后的生物应用过程中更容易进行纳米粒子的表面修饰及改性,用以实现进一步的多功能实际应用。其次,通过CTAB辅助种子诱导法制备得到了尺寸约为50 nm,在635 nm NIR区具有较强等离子体吸收的纳米金棒。为了将能够实现局部组织的无荧光背景生物成像和温度传感的PLNPs与具有光热治疗性能的GNRs进行功能性复合,我们引入了PW12无毒小分子,通过静电吸附的方式制备得到了具有多功能一体化性能的PLNP-GNR复合纳米体系。该复合纳米体系展现出了良好的生物相容性,可以进一步应用于生物体的癌症诊断与治疗。同时,建立了基于ZGGO:Cr3+@CTAB纳米粒子内部Cr3+相关的余辉纳米温度探针,成功实现了PLNP-GNR复合纳米体系在NIR 635 nm单波长激发下的深组织（10 nm）余辉成像、光热治疗以及治疗过程中的实时温度监测。确保了活体应用过程中,在降低癌细胞周围正常组织光损伤的同时,有效实现了肿瘤细胞的精确定位以及光热消蚀。为皮肤癌和乳腺癌等深组织的光热治疗提供了可能。最后,利用简单地一步水相法成功合成了超小Bi2S3球形纳米粒子。相比于GNRs,Bi2S3纳米粒子在635 nm处具有更大的消光系数,是一种更加优良的光热剂材料。通过静电吸附的方式将Bi2S3纳米粒子均匀的吸附在PLNPs表面,并以具有良好生物相容性的聚苯乙烯磺酸钠（PSS）进行封装,最终得到了具有生物相容性的PLNP-Bi2S3复合纳米体系。相比于PLNP-GNR复合纳米体系（37%）,该复合体系具有更高的光热转换效率（44%）,可以在满足635 nm激光最大允许辐照量（MPE）的前提下,成功实现精准的深组织余辉成像、实时温度监测和光热治疗。更重要的是,PLNP-Bi2S3复合纳米体系可以在血液循环过程中维持良好的稳定性与分散性,而当复合纳米体系到达肿瘤部位时可以通过酸诱导沉积的方式快速在肿瘤内部沉积,从而达到更加优化的精准靶向癌症诊断和治疗效果。