活性氧（reactive oxygen species,ROS）在肿瘤的生长代谢过程中扮演着重要的角色,适当提高细胞内ROS的水平可以促进癌细胞的生长繁殖,而过量产生的ROS将会破坏细胞内的DNA、蛋白质等导致细胞死亡。因此,通过提高癌细胞内ROS水平来治疗癌症是非常有吸引力且可行的策略。芬顿反应,即铁催化H₂O₂产生高毒性的羟基自由基（·OH）,被认为是一种提高癌细胞内ROS水平的有效方法,它既可以单独进行治疗,也可以作为其它治疗方法的辅助疗法。铁在芬顿反应的过程中主要起到了催化作用,并且铁基纳米材料在临床应用中具有安全有效性,因此,铁促进ROS增强的路线探索及其相应纳米材料制备/癌细胞杀伤效应研究具有重要意义。基于以上考虑,我们从以下几个方面开展工作:1.含铁材料对低温热疗增敏作用的探究光热疗法已经成为肿瘤治疗的一种重要手段,当温度提高到50℃以上才能有效的抑制肿瘤生长,但是这会引起周围正常组织的损伤,相对而言,低温加热对癌症的治疗显示出潜在的价值。在低温热疗过程中,癌细胞产生应激反应致使ROS水平升高,这个过程可能伴随着H₂O₂的升高,因此,探讨铁对热应激过程中ROS增强效应在肿瘤治疗中有着重要的意义。在本章中,我们将细胞孵育箱设置不同的温度来模拟光热治疗过程,然后探索含铁材料对低温热疗的增敏作用。实验结果显示:（1）随着温度的升高及孵育时间的增加,MCF-7细胞的增殖能力明显降低;（2）在45℃加热1 h的条件下,细胞凋亡率为17.19%,并且观察到ROS的明显增加,但是当低温加热与含铁材料共同处理细胞后,并未观察到细胞凋亡率增加和ROS水平升高。这可能是因为低温加热过程促进了细胞内ROS的生成,但是细胞内H₂O₂的水平没有提高或者增加量较低,所以铁离子引入不足以增加细胞对低温热疗的敏感性。2.基于铁/单宁酸包埋葡萄糖氧化酶纳米复合材料的制备及性能评价结合上一章工作可知,增加肿瘤细胞中H₂O₂含量是提高芬顿反应效率的一个重要因素,因此,在本章中,探讨了使用葡萄糖氧化酶（GOD）催化葡萄糖产生H₂O₂来提高芬顿反应效率。在此基础上,我们通过一步法合成了GOD-Fe^IIITA纳米复合物,并且考察了GOD-Fe^IIITA的催化能力以及降解行为;然后,通过细胞实验和动物模型评估了GOD-Fe^IIITA的抗癌效果。实验结果显示:（1）GOD-Fe^IIITA纳米复合物的粒径在200 nm左右,对GOD的负载率为8.1%,具有良好的分散性;（2）通过亚甲基蓝脱色实验发现Fe ^IIITA表现出比Fe²⁺更好的催化性能,这表明Fe^IIITA可以作为一种优良的芬顿反应试剂;（3）GOD-Fe^IIITA对肿瘤酸性环境有响应性,在pH=6条件下,GOD-Fe ^IIITA可以有效的催化葡萄糖产生·OH,然而在pH=7.4的条件下该过程会被抑制;（4）GOD-Fe^IIITA能够促进细胞产生大量的ROS进而有效的杀伤癌细胞,并且材料在瘤内注射后表现出良好的肿瘤抑制效果。3.基于铁/单宁酸包裹的高载药量有机硅纳米粒子的制备及性能评价除了以上对铁促进ROS增强的路线探讨之外,接下来,以化疗药物阿霉素（DOX）为代表,探索了铁对化疗药物的增强作用。在此基础上,本章中选择具有高载药量的有机硅纳米粒子作为药物载体,在其吸附DOX之后,通过一步法合成了MONs-DOX@Fe ^IIITA纳米复合物。DOX能够激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶（NOXs）,被激活的氧化酶能够将O₂转化为O₂^·-,然后在超氧化物歧化酶的作用下转化为H₂O₂,经过铁离子催化生成高毒性的·OH以增强化疗药物的抗癌效果。实验结果显示:（1）MONs-DOX@Fe^IIITA的粒径在50 nm左右,对DOX的载药率为28.57%;（2）DOX与游离的铁离子之间存在协同作用,当DOX和Fe³⁺的浓度为10μg/mL和100μg/mL时,DOX组和DOX+Fe³⁺组中细胞凋亡率分别为11.12%和20.88%;（3）虽然MONs-DOX@Fe ^IIITA对细胞杀伤力显示出剂量的依赖,但是它的效果低于相同浓度游离的DOX的毒性,这可能是因为MONs-DOX@Fe ^IIITA中DOX的释放速度较慢或者与细胞孵育时间较短。由于时间的限制,对纳米粒子性能的探究仅限于此,更深入的探索和研究还有待实验室其他成员进一步完成。