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稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)因其高光稳定性、高成像信噪比在生物成像领域已经得到了广泛的应用研究,成为一种十分具有潜力的荧光探针。因此对其生物相容性的研究显得尤为重要。针对以上问题,本论文重点考察了UCNPs对植物生长发育的影响及其食用安全性,并通过多磷酸配体对UCNPs进行表面修饰,实现其长血循环时间为肿瘤的靶向成像治疗创造了条件。最后探索了UCNPs作为探针在荧光指导的肿瘤光热治疗中的应用。主要包括以下四个部分：Ⅰ稀土上转换发光纳米材料促进植物生长的及其经口服后安全性研究本章以绿豆芽为植物模型研究UCNPs对植物生长发育的影响,发现适宜浓度的(10μg/促进植物的生长,而过量的UCNPs (100μg/mL)则会抑制豆芽的生长。通过放射化学定量分析发现UCNPs在豆芽内的含量分布为根>种子>叶>茎。小鼠摄入这种UCNPs处理的植物后,在43h内可通过粪便把UCNPs完全排出体外,没有吸收和体内蓄积,并且该小鼠组织化学和血清学测试结果均正常。以上结果表明UCNPs促生长的植物对生物体具有较好的生物相容性和安全性。Ⅱ多磷酸包裹NaLuF4:Yb,Tm,153Sm在血池成像中的应用研究本章发展了一种多磷酸包裹的双模式成像探针NaLuF4:Yb,Tm,153Sm用于小鼠的单光子发射计算机断层扫描(SPECT)血池成像。与对照材料153Sm-cit-UCNPs和EDTMP-153Sm相比,尾静脉注射的153Sm-EDTMP-UCNPs具有更长的血液循环时间。初步的证据表明EDTMP-UCNPs可与红细胞结合或黏附,从而延长血循环时间,进而可以用于血池成像。安全性研究结果表明该成像剂量下,尾静脉注射的153Sm-EDTMP-UCNPs具有很好的生物安全性。Ⅲ装载酞菁的空心纳米球用于小鼠肿瘤的光热治疗研究制备了一种生物相容性好,孔体积大的空心硅球(HSNs)来负载酞菁(Pc)而使之能够水分散。最终得到的Pc@HSNs在PBS和RPMI1640的培养液中都非常稳定。体外和休内实验均证明,近红外光照射后Pc@HSNs具有较好的光热和光动力学效果。这种新颖的纳米材料是一种潜在的光热和光动力学肿瘤治疗药物。Ⅳ负载钯酞菁蛋黄壳结构的UCNPs@SiO2用于肿瘤的靶向及光热治疗研究本章对第三章中的Pc@HSNs体系进行了优化,首先,将酞菁进行修饰为钯酞菁(PdPc),其最大吸收为730nm,具有更高的消光系数。其次,用蛋黄壳结构的UCNPs@SiO2(YSUCNPs)负载钯酞菁PdPc,既可用于热疗,又可用于成像。静脉注射表面修饰PEG的YSUCNPs后,PdPc@YSUCNPs可以实现肿瘤被动靶向,激光照射后,肿瘤区域的温度明显升高,可以用于小鼠肿瘤的光热治疗。