稀土氟化物发光纳米材料由于具有很多独特的优点在生物医学等方面有着广泛的应用。本论文主要通过改变稀土离子掺杂，调制出不同尺寸和不同发射波长的上、下转换氟化物发光纳米晶，并选用不同表面活性剂，赋予其优异的水溶性和生物相容性，主要应用于生物医学成像。同时发展了基于上转换多层核壳发光功能复合纳米材料在细胞荧光标记、多模态成像、活体循环时间等方面的应用，并对上转换荧光(UCL)纳米材料和功能复合材料的光学稳定性与生物毒性做了系统的研究。传统稀土氟化物的制备方法是高温油相法，这种方法有毒性有机前驱物、反应条件苛刻、离子后修饰才能生物应用等缺点。基于上述缺陷，我们发展了直接合成水溶性稀土氟化物纳米粒子的合成方法。通过不同表面活性剂的修饰，制备的氟化物纳米晶能够均匀分散在不同的亲水性溶剂中，放置多日不会发生沉淀现象。选用CeF3、LaF3、NaGdF4、NaYF4等一系列氟化物为研究基质，通过掺杂不同稀土离子或离子对精确调控出从紫外可见到近红外波长不同颜色的上、下转换发射荧光。并应用多色发射光使母体成为生物荧光标记材料及制备出发光电子器件。为了更进一步的提高发光效率，我们对粒子做了核壳结构功能化修饰，得到发光效果更好的多层核壳氟化物上转换纳米晶。同时由于选择的基质中含有磁学性质的钆元素，使得制备的基团的应用范围拓展到磁学及磁共振成像(MRI)成像中。众多稀土离子都具有电子计算机X射线断层扫描技术(CT)造影效应，我们验证了制备的粒子在生物活体中的长效无毒循环性，并且最后能被排出体外对活体零负担，进而使合成的上转换纳米晶(UCNCs)有望成为潜在的生物临床医学CT成像造影剂。