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近几年来，氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物，由于其独特的物理化学性质以及在生物医学方面的应用成为目前材料科学研究的一个热点。为了使氧化石墨烯在生物医学领域得到更好的应用，研究人员开始对氧化石墨烯进行一系列的修饰和改造。本论文探索了一种在纯水中利用一定温度对共价PEG化的氧化石墨烯(NGO-PEG)和非共价PEG化的氧化石墨烯(NGO/PEG)进行还原的方法，通过控制温度和处理的时间，得到还原后的氧化石墨烯(reduced GO，rGO),并分别研究了他们的性质和相关的生物医学应用。利用紫外分光光度计（UV-Vis），原子力显微镜(AFM)，纳米粒度分析仪(Nanosizer)，红外光谱(FT-IR)、荧光分光光度计(LS)，拉曼光谱(Raman)等多种分析测试手段对合成材料的形貌、结构、物理化学性质进行了表征和分析。 本论文研究内容和创新性成果主要分为以下几个部分: 第一部分，PEG化纳米氧化石墨烯的合成表征。氧化石墨烯置于三蒸水中通过超声波破碎仪被破碎为小颗粒悬浮液，然后与氨基化聚乙二醇单甲醚（mPEG-NH2）混合，在1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide(EDC)和N-hydroxysuccinimide(NHS)的催化下生成PEG共价连接的纳米氧化石墨烯(NGO-PEG)。此外mPEG-NH2和NGO简单混合可以得到PEG非共价修饰的纳米氧化石墨烯(NGO/PEG)。研究结果表明，氧化石墨烯超声破碎后得到了100nm左右的纳米颗粒，PEG成功的通过酰胺键连接或吸附到NGO表面，PEG化后的NGO相比之前具有了很好的稳定性和水溶性。 第二部分，探索了NGO-PEG和NGO/PEG在纯水中和一定温度下被还原的程度及性质，筛选出了最佳的还原条件。研究结果表明，NGO-PEG和NGO/PEG悬浮液可以通过90℃水浴24小时得到还原的氧化石墨烯(NrGO-PEG和NrGO/PEG)。还原后的氧化石墨烯依然具有很好的水溶性和稳定性，并且在近红外区的吸收强度较还原前有显著的上升。此外，拉曼光谱结果表明还原后的氧化石墨烯表面的π-π共轭体系被修复。 第三部分，研究了NrGO-PEG的光热性质及其光热抗肿瘤应用。NrGO-PEG在近红外区光吸收的显著上升使其在808nm激光照射下具有很好的光热效果，加上其很好的生物相容性，因而可以被用做肿瘤光热治疗(photothermal therapy，PTT)的光热试剂。实验结果表明，NrGO-PEG在808nm激光照射5分钟后，温度可以由27℃上升到70℃，这远远超出了细胞蛋白质变性的温度。细胞结果表明材料可高效率的进入细胞，然后在低功率激光(0.6W/cm2)照射下大量杀死肿瘤细胞，致死率高达90％，起到了很好的抗肿瘤效果。 第四部分，研究了PEG在90℃24小时的条件下一步还原和修饰NGO，获得的NrGO/PEG用作抗癌药物的装载和传送的载体来抗肿瘤。研究结果表明，NrGO/PEG较还原前不但具有很高的光热效果，而且可以通过π-π堆积力吸附将近两倍的芳香烃类抗癌药物白藜芦醇(RV)，装载上的RV除了可以在酸性条件下被解离下来外，还可以被NrGO/PEG在808nm激光照射下产生的热解离下来。因此装载了RV的NrGO/PEG(NrGO/PEG-RV)通过内吞进入细胞后，定位在溶酶体，然后在激光照射下以及NrGO/PEG产生的热共同使RV释放出来作用线粒体，进而引起细胞的凋亡，达到很好的抗肿瘤效果。