在疾病治疗中，对于药物、治疗手段的实时监控对于疗效的提升以及副作用的减少具有十分重要的意义，然而目前的治疗监控方式主要集中在体外水平，活体内的监控方法仍然存在侵入性高，精确度低等问题。在此，我们设计开发了一系列多功能纳米复合结构，为活体的疾病治疗和疗效监控、生物学过程调控提供有效的方案。其中，我们构建了光热-温敏稀土发光的复合纳米结构，用于监控癌症光热消融过程的光热纳米颗粒的微观温度根据稀土发光信号得到的温度信息控制光热效应的作用范围，在保证疗效的同时提高治疗的精度，有效减少正常组织的损伤。另外，我们构建了一种超顺磁纳米团簇结构并负载化疗药物。该种纳米团簇在活体内可以逐渐降解，同时释放其中的化疗药物以及超顺磁纳米颗粒。纳米颗粒的释放会引起磁粒子成像（MPI）信号的变化，利用MPI信号的变化得以实现药物释放的活体定量监控。