长余辉纳米材料(Persistent Luminescence Nanoparticles,PLNP)是一类吸收外界激发能量,并在激发停止后仍然能够持续发光的光致发光材料。近红外(Near Infrared,NIR)发光PLNP可以有效避免原位激发引起的光散射以及组织自身荧光干扰、组织穿透能力强等优点而被用于生物成像和肿瘤诊疗一体化的研究。目前报道的PLNP绝大部分是Cr~(3+)作为发光中心,然而重金属Cr~(3+)的掺杂Albright’s hereditary osteodystrophy在长期追踪治疗方面造成了生物安全问题,因此,需要开发更友好的无铬NIR发光PLNP是至关重要的。本论文主要研究新型Fe~(3+)为发光中心长波长发射铋(Bi)基PLNP(Bi-PLNP)的制备、功能化、诊疗一体化纳米探针的构建及其在肿瘤诊断、治疗和活体成像中的应用。主要研究内容和创新点如下:(1)采用共沉淀法制备了Fe~(3+)为发光中心长波长发射铋基(Bi_2Ga_(4-x)O_9:x Fe~(3+)(BGO:x Fe~(3+))x=0～1.8%)PLNP,并考察了Fe~(3+)的掺杂量、煅烧温度、煅烧时间、搅拌温度及p H值对BGO余辉发光性能和晶体结构的影响。结果显示,所制备PLNP的最佳组成为Bi_2Ga_(3.985)O_9:1.5%Fe~(3+),发射波长处于794 nm,煅烧温度为900℃,煅烧时间为1 h,BGO:x Fe~(3+)PLNP的结晶度高。在室温p H为7的条件下搅拌时,制得材料的余辉发光性能最佳,余辉发光时间可达3 h以上,平均电子陷阱能级深度为0.7e V,并讨论了BGO:Fe~(3+)PLNP的余辉发光机理。所制备的Bi-PLNP具有优异NIR余辉发光性能,在无背景噪音和较深的组织活体成像中发挥重要作用。(2)首先在BGO:1.5%Fe~(3+)PLNP(Bi-PLNP)表面上形成羟基,进一步修饰作为光热治疗(Photothermal Therapy,PTT)药物聚多巴胺(PDA)和光动力治疗(Photodynamic Therapy,PDT)药物吲哚菁绿(ICG),构建光学/CT成像-PTT/PDT联合治疗效果的多功能纳米探针PLNP@PDA@ICG(标记为PPI),体外检测PPI的光热/光动力性能来评价复合探针的治疗潜能。另外,细胞和生理毒性测试表明该探针在最高剂量(200μg/m L)下,A549细胞仍有着很好的存活Talazoparib率,没有明显的细胞毒性。同时,注射PPI探针14 d后的正常Balb/c雄性裸鼠没有明显的组织损失或病理变化。对Bi-PLNP进行的活体成像结果显示该探针在生物组织中具有NIR长余辉成像能力。CT成像性能测试表明该探针具有CT成像能力,在癌症诊断方面具有巨大的应用价值。最后,经过活体肿瘤的PTT/PDT联合治疗研究实现最大治疗收益。因此,该多功能性纳米探针显著提升恶性肿瘤诊断和治疗效果,在医学领域具有重要的意义。(3)采用共沉淀法制备了Fe~(3+),Eu~(3+)共掺杂长波长发射Bi-PLNP(Bi_(2-x)Ga_(3.985)O_9:1.5%Fe~(3+),x Eu~(3+),x=0～2%),并考察了Eu~(3+)共掺杂及煅烧温度对BGO:1.5%Fe~(3+),PLNP余辉发光性能和晶体结构的影响。结果显示,Eu~(3+)的掺杂量及煅烧温度提高了BGO:1.5%Fe~(3+)PLNP的余辉发光性能,所制备PLNP的最佳组成为Bi_(1.99)Ga_(3.985)O_9:1.5%Fe~(3+),1%Eu~(3+),发射波长处于798 nm,Eu~(3+)共掺杂BGO:1.5%Fe~(3+)PLNP后余辉发光时间从3 h延长至8 h以上。此外,可得Eu~(3+)掺杂量范围内平均发光寿命(τ_(av))从13.77 s增大至15.56 s。在BGO:1.5%Fe~(3+),1%Eu~(3+)PLNP表面上形成羟基,进一步修饰作为PTT药物PDA、PDT药物二氢卟吩e6(Ce6)和化疗药物阿霉素(DOX),构建光学/CT成像-PTT/PDT与化疗协同治疗效果的多功能纳米复合探针PLNP@PDA@Ce6@DOX(标记为PPCD),体外检测PPCD的光热/光动力性能来评价复合探针的治疗潜能,以及体外释放DOX模拟实更多验结果表明,PPCD可实现药物DOX的载药及释放功能。