纳米催化医学是催化和生物的交叉领域,旨在利用纳米材料的物理或化学特性,在病变区域原位发生催化反应,进而调控免疫细胞、癌细胞等的生理功能,最终治疗相关疾病(例如癌症)。铁基纳米材料具有价格低廉、催化活性高、生物相容性好等优点,是一类很有前景的纳米催化剂。已有的研究表明,铁基纳米材料不仅能够产生活性氧(ROS)杀伤癌细胞,还此网站能调节免疫反应。与单一的铁基纳米材料相比,铁基复合纳米材料通常具有更丰富的几何形貌以及化学组成,其生物学性能有望进一步提升。因此,设计并合成具有优异性能的新型铁基复合纳米材料对纳米催化医学的发展具有重要意义。本论文以铁基纳米材料为出发点,通过形貌调控(第二、三章)和组分调控(第四、五章),制备了一系列新型铁基复合纳米材料,提升了材料的生物学性能。具体研究内容如下:(1)巨噬细胞在癌症免疫治疗中发挥关键作用,因此研究纳米颗粒与巨噬细胞的相互作用具有重要意义。铁基纳米材料在促进巨噬细胞活化和增强癌症治疗效果方面具有独特优势。然而,铁基纳米材料的形貌调控对颗粒-巨噬细胞相互作用的影响少有报道。因此,我们首先提出了纳米棒和纳米管的顺序生长机理,制备了三嵌段结构的氧化铁/二氧化硅(Fe_2O_3/Si O_2)复合纳米材料,为铁基纳米材更多料的形貌调控提供了一种新方法,并且该结构还有利于增强芬顿催化活性(第二章)。在此基础上,提出多尖端纳米拓扑结构的设计,合成了六足Fe_2O_3/Si O_2复合纳米材料。通过提高纳米材料尖端与巨噬细胞的作用几率,强Antibiotic-associated diarrhea化了吞噬效应,为面向巨噬细胞的纳米生物材料的设计提供了新思路(第三章)。(2)铁基材料能够通过芬顿催化反应杀伤癌细胞。然而,该领域中常用的四氧化三铁(Fe_3O_4)材料存在三价铁/二价铁(Fe~(3+)/Fe~(2+))转化慢以及催化活性位点少的问题,其在癌细胞中的催化活性仍有待提升。针对该问题,我们提出Fe~(2+)掺杂改性策略,通过在二维氢化二氧化钛(Ti O_(2-x))纳米片中掺杂Fe~(2+),实现Fe~(2+)和Ti~(3+)的协同催化作用,增强了羟基自由基(·OH)生成和对癌细胞的杀伤作用,为铁离子掺杂改性材料的设计提供了新思路(第四章)。此外,还开发了一种浸渍-气相还原方法,将金颗粒均匀地负载到铁基金属有机框架(Fe-MOF)中,增强了金和铁物种的级联催化反应。这项工作不仅提高了铁基材料对癌细胞的杀伤作用,还为金属有机框架@金复合材料的制备提供了新方案(第五章)。