随着纳米技术的不断发展,基于纳米反应器的纳米材料的研究正在成为热点。纳米反应器是具有纳米结构的物质,能够提供纳米尺度的空间,使化学反应被限域在该纳米空间范围内。其中纳米金属-有机框架材料、纳米层状氢氧化物等纳米多孔类材料均可作为性能非常优异的纳米反应器,保证孔内物质间的高效能量传递,达到材料设计目的。在众多的金属-有机框架类材料中,稀土金属-有机框架和稀土层状氢氧化物的研究并不是很广泛,但是它们独特的结构以及自身的光学性质非常值得去探究其潜在价值。近年来,稀土发光材料的研究已经吸引越来越多的注意力,无论是在生物荧光探针,还是光电功能材料,生物小分子和金属离子检测,药物运输和生物成像以及催化等领域,均有相关的应用研究。稀土金属-有机框架是一种不仅具备金属-有机框架材料本身超高的比表面积、可调的孔径及易功能化的特点,还有稀土离子的本征发光性质,稀土元素作为纳米材料的发光中心,由于稀土离子的4f电子在f-f组态之间的跃迁,因此其特有的结构和能级也造就了稀土发光材料的许多特殊光学性质,如发射光谱涵盖范围广,荧光寿命长,以及发射波长不受周围配位场及环境的影响,因此可以发射出尖锐的线状光谱等。本论文主要分为以下三个部分:第一章:简要介绍基于稀土金属-有机框架材料和稀土层状氢氧化物的研究和应用现状。第二章:用功能化的纳米Eu（III）金属-有机框架化合物构建纳米反应器,用于近红外激发和靶向双光子吸收光动力学治疗。近来,作为潜在药物传输系统的纳米金属-有机框架化合物（NMOFs）和光动力学治疗越来越受到关注。本文基于NMOF化合物Eu（BTC）DMF·H₂O,通过负载光敏剂亚甲基蓝（MB）和用cRGD进行MOFs表面改性,设计合成出可用于光动力学治疗（PDT）的纳米探针MB@THA-NMOF-76@cRGD,实现了由NIR激发的靶向双光子吸收光动力治疗。探针的组装步骤包括:1.用4,4’-三氟-1-（9-己基咔唑-3-基）-1,3-丁二酮（HTHA）和NMOF-76中的Eu（III）进行配位,完成溶剂辅助配体并入;2.通过吸附法进行MB负载;3.使用氨基功能化的[环状（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-D-苯丙氨酸-赖氨酸）]（cRGD）进行纳米粒子表面改性。HTHA和Eu³⁺在近红外（NIR）激发下提供了具有双光子激发发光（TPL）功能的NMOF-76,激发波长为808 nm。由Eu³⁺发射的特征性615 nm的光可激发吸附在NMOF-76孔中的MB,产生单线态氧（¹O₂）,从而实现光动力疗法。在MB@THA-NMOF-76的表面上进行的cRGD修饰更好地实现了对生物细胞的相容性和对整合素α_vβ₃过表达的癌细胞靶向性。因此,该NMOFs纳米探针可用作靶向PDT疗法的纳米平台。论文取得的研究成果对智能发光稀土诊疗探针的发展具有一定的理论意义和应用价值。第三章:基于卟啉的金属-有机材料在实时监测溶解氧方面的应用研究。发光类的金属-有机框架（LMOFs）作为溶解氧（DO）浓度测定的探针是近来比较热点的话题。因此我们设计了一种基于卟啉衍生物结构的稀土金属-有机框架,作为一个新颖的对DO有磷光响应的多孔基质材料类探针。我们用TPPS（四苯基卟啉磺酸）作为氧气响应中心和MOF结构的桥连配体,然后和稀土金属共同担当荧光反馈部分。这种探针能够适应严酷的化学环境,并且基于不同pH环境有很好的光稳定性,能够准确反馈系统中DO的荧光强度。由于MOF结构中的纳米孔道和均匀分布的氧气进入位点,MOF结构表现出可逆的荧光响应和良好的Stern-Volmer淬灭关系。