发光生物成像技术是一项重要的生物学研究工具，它能提供直观的图像信息用于研究生命活动过程。发光标记物是在发光生物成像技术中产生可检测信号的来源，直接决定了成像检测方法的灵敏度和准确度。稀土发光纳米材料由于其独特的4f电子跃迁产生了诸多优异的发光特性，如斯托克斯位移大，发光峰窄，发光寿命长，光稳定性好等，近年来被认为是较为理想的生物探针而被应用于发光成像技术之中。我们发展了一系列可用于活体生物成像和检测的稀土发光纳米探针，并在小鼠等动物模型上开展了验证性实验。如设计合成了一系列高质量的稀土发光纳米材料，选取具有近红外发光特性的发光中心进行掺杂，实现近红外或上转换发光，获得了可在活体层次进行生物成像的稀土发光探针；利用这些探针自身的响应特性设计构筑了可检测纳米区域范围内温度的活体成像检测探针，并用于指导热疗；引入化学剂量计分子构筑能量转移体系，实现了活体水平上对小分子的上转换发光成像检测。这些方法不仅拓展了稀土发光纳米材料的应用，还为在活体水平上观测生物体内的信息提供了工具。