癌症是最致命的疾病之一,尽管全球各专家们都在努力研究,但癌症病人的数量仍日益增长。虽然目前有多种传统治疗手段,如放射线疗法(放疗)、化学药物治疗(化疗)、肿瘤手术切除等方式,但都不能完全根除肿瘤。此外,传统的抗癌治疗方法不仅不能彻底治愈肿瘤,而且可能会引起不良反应,如化疗次数增加会对机体正常组织产生一定的毒性,外科手术切除不彻底也可能会导致癌细胞的扩散和转移。因此,设计良好的治愈方案迫在眉睫。近年来,随着纳米技术的飞速发展,纳米材料因其尺寸小、独特的光学、磁性和电学等性质的优势。与传统治疗方式相比,纳米材料在肿瘤治疗方面优势显著,其中无机纳米材料具有更低的毒性及良好的生物安全性;其在靶向肿瘤治疗、光疗法、化学动力疗法(chemodynamic therapy,CDT)、声动力疗法(sonodynamic therapy,SDT)、酶疗法及免疫疗法上发挥巨大的作用。基于无机纳米材料的治疗已经越来越备受关注,多功能的无机纳米材料也是目前研究的热点,同时,多模态协同抗肿瘤的治疗方案具有广泛的应用前景。因此设计开发新型多功能无机纳米材料成为一种治疗肿瘤的可行性途径。本论文研究的重点是设计缓解肿瘤乏氧微环境和促使细胞氧化应激受损然后协同葡萄糖消耗疗法、气体疗法以及免疫疗法等多模式协同抗肿瘤的多功能纳米剂。以声敏剂(TiO_2)和光催化剂(BiO_(2-x))为载体构建了两种智能纳米平台应用于肿瘤治疗。首先,基于超声波是一种无创的外源刺激且能穿透肿瘤组织深处,选择生物安全性良好的无机声敏剂TiO_2作为纳米载体,通过水热法合成中腔介孔TiO_2纳米球,然后在其表面进行原位生长Pt纳米颗粒构成铂钛肖特基纳米粒子,不仅催化肿瘤内源性H_2O_2的分解释放氧气用于缓解乏氧,而且Pt的参与使得肖特基的电子空穴得以高效快速的利用从而产生大量的活性氧(reactive oxygen species,ROS,如:~1O_2和·OH),造成癌细胞内氧化应激受损而死亡。根据癌细胞增生需要消耗大量能量,利用葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOx)消耗葡萄糖来阻断细胞的能量供应从而遏制细胞生长。因此genetic divergence在铂钛肖特基结上通过聚乙烯亚胺的静电吸附作用使得GOx成功连接构成TiO_2@Pt/GOx(TGP)多功能纳米剂。一方面,TGP利用肿瘤中高H_2O_2表达的特点,在超声的作用下,释放大量的氧气以及ROS,不仅消耗细胞内的葡萄糖而且也破坏了细胞氧化还原稳态,最终导致细胞的死亡,在细胞和体内都表现出良好的抗肿瘤效果。另一方面,TGPKD025价格具有良好的生物安全性,同时也诱发了强烈的免疫原性细胞死亡(immunogenic cell death,ICD)在远端瘤和肺转移上表现突出的治疗效果。此外,基于缺陷型BiO_(2-x)自身独特的酶活性优势,在弱酸环境下能催化H_2O_2产生大量的氧气以及ROS(如:~1O_2和·O_2~-)从而导致细胞死亡,同时结合BiO_(2-x)在近红外宽的吸收范围且在近红外光刺激下催化CO_2还原CO的独特性能。因此设计构建了以水热法合成的BiO_(2-x)为载体,然后通过矿化原理在其纳米片上包覆一层CaCO_3衣壳,在其表面修饰PEG,最后成功构建BiO_(2-x)@CaCO_3/PEG(BCP)多功能纳米剂。BCP在肿瘤微酸性条件下响应分解释放CO_2和Ca~(2+),在近红外光照射下将CO_2还原,实现了PCI-32765作用CO气体治疗,同时Ca~(2+)在细胞内过载,导致线粒体功能紊乱。因此,多功能纳米剂BCP实现了以CO气体疗法、氧气调节乏氧环境、ROS促使细胞氧化应激损伤以及细胞内Ca~(2+)过载的多种损伤途径协同治疗肿瘤的疗法。最后,BCP自身的生物安全性及体内抗瘤表现出良好的临床应用前景。