近年来，若干生物分子被证明可作为模板有效地调节纳米材料的形态、物理以及化学性质。与人工合成的配体相比，生物分子模板具有复杂的结构，固有的生物兼容性以及特定的生物功能。这些特性使得所合成的纳米材料通常具有良好的水溶性、生物兼容性以及可控的结构。目前随着纳米技术的快速发展，多功能纳米材料在众多领域中得到广泛应用。基于生物分子为模板合成的纳米材料由于以上提到的若干特点在生物化学领域具有独特的优势以及巨大的发展潜能。　　本论文报道一系列基于生物分子核苷酸以及核酸合成的稀土掺杂的纳米材料。我们提出，生物分子不仅可调节纳米粒子的结构，形态以及性质，还可以为纳米粒子引入新的生物学功能。利用所制得的多功能纳米材料我们成功实现了细胞成像以及细胞内药物分子或蛋白的运载。此外基于荧光纳米材料碳量子点我们构建了新的疾病治疗体系。其主要研究成果包括:　　1.基于核苷酸与稀土离子强的配位作用，报道了一种利用核苷酸为模板的简单及“绿色”的方法合成上转换纳米粒子。我们详细研究了核苷酸表面的功能基团对纳米粒子形态及性质的影响。通过核酸的模板作用，合成的纳米粒子具有多孔结构，其适用于细胞成像，药物运载等领域。　　2.采用一种简单的DNA调节的水热法合成了空心的上转换纳米粒子。在研究中我们发现DNA在制备纳米过程中起着重要作用:DNA浓度越大，纳米尺寸越小，空腔体积越大。通过在上转换纳米粒子外修饰光敏分子，此材料被用于有效的酶储存及近红外光响应的酶释放。细胞实验表明纳米粒子能作为有效的载体运载不能跨膜的蛋白进入细胞。值得一提的是，近红外光引发的时空可控蛋白释放能得以实现且释放的蛋白仍保留其生物活性。　　3.通过简便的水热途径及采用适配体作为生物模板制备了多功能稀土掺杂的多孔纳米粒子。适配体分子能通过与纳米之间的相互作用而控制纳米的成核以及生长而最后调节纳米的形态及尺寸。所制得的纳米表现出良好的水溶性及生物兼容性。由于表面覆盖适配体，制备得到的稀土纳米粒子有着生物识别能力。上述性质以及纳米材料本身的多孔性使得所制备的材料集化学治疗，光动力学治疗以及多模式成像等功能为一体。　　4.利用DNA与钙离子强的相互作用对NaGdF4∶Ce/Tb表面进行了矿化。通过DNA调控的一步法合成的NaGdF4∶Ce/Tb纳米表面残留有大量DNA，这些DNA可以直接用作CaP异相成核生长的位点。通过在CaP表面引入适配体分子可增强靶向细胞对杂化纳米粒子的吞噬。当NaGdF4∶Ce/Tb@CaP被癌细胞吞噬后其富集在溶酶体，这将有利于CaP的溶解从而使得NaGdF4∶Ce/Tb内的药物释放以破坏癌细胞。　　5.基于新型纳米材料碳量子点构建了pH响应的药物控释体系。通过多孔介孔硅表面修饰的氨基与一步合成的碳量子点表面羧基的静电相互作用量子点能作为介孔硅的封盖试剂。在癌组织的酸性条件下，纳米复合物间的静电作用消失导致药物释放。此纳米体系对癌细胞有明显的杀伤能力。此外利用碳量子点-介孔硅这一体系成功的实现了细胞及活体层面的生物成像。