癌症作为目前导致人类死亡的最主要疾病之一。据统计，仅我国每年因患癌症导致死亡的人数就达到180万之多，成为危害国民健康的头号杀手。常规的癌症治疗手段，如化学药物疗法等，虽然能够在一定程度上抑制肿瘤的生长，但由于一次用药后血药浓度难以长时间维持，并且易诱导肿瘤细胞产生多耐药性，进而不能有效抑制肿瘤生长，导致治疗失败。因此，开发高性能药物传输载体及高效个性化癌症治疗技术显得尤为重要。稀土元素上转换发光材料能是一种能将低能量的光子转换成高能量光子的材料，能够有效的将近红外光转化为可见光。上转换发光材料具有很多优势，如较长长的发光寿命，较高的光稳定性，可调节的发射光谱，较小的细胞毒性，更重要的是红外光具有更好的组织穿透深度，能够减少生物组织的自荧光效应，降低对细胞和组织的损伤。因此，稀土元素上转换发光材料在生物医学领域研究也越来越深入，对其研究从制备到表面修饰，再到生物医学中的生物成像、诊疗一体等等。但是这些研究中还存在着一些问题，如对药物释放的检测、药物控释、单纯光动力治疗及光热治疗效率低等问题。　　本研究分为六个部分：第一章介绍稀土掺杂上转化纳米材料的研究进展，介绍钛酸钙材料及其生物医学的医用，并着重介绍化学药物治疗、光动力治疗、光热治疗等癌症治疗方法与上转化纳米材料的结合应用。第二章总结并展示实验过程中所用原料及测试方法。第三章利用静电纺丝设备制备了具有良好生物相容性、形态均一规则的镱铒双掺钛酸钙纳米纤维，通过实验摸索确定其最佳掺杂比例与烧结温度，通过试验参数调控，可以有效控制纤维形貌，得到优异的上转换发光性能。第四章为了获得优秀的外场控释性能与药物释放检测性能，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、聚丙烯酸（PAA）等物质对镱铒双掺钛酸钙纳米纤维进行了表面修饰，并利用其作为药物载体加载阿霉素（DOX）进行实验。由于镱铒双掺钛酸钙纳米纤维本身表面具有多孔结构及PAA表面改性，使得DOX加载量大大增加，并且能够通过控制环境pH变化和红外光照射控释药物释放，有效利用外场进行控释。此外，由于荧光共振能量转移（FRET）效应，在药物释放过程中，红绿光光比会逐渐变化，因此可以监测药物的释放过程。第五章在单一的光动力治疗或者光热治疗过程中，由于上转换发光材料发光效率低，导致单一治疗方式效果并不明显。镱铒双掺钛酸钙纳米纤维上转换发光存在550 nm和660 nm两个峰位，为了提高镱铒双掺材料的上转换发光的利用率，我们选用了吸收峰为550 nm的Rose Bengal作为光敏剂，通过非共价吸附的方式将光敏剂加载于材料上。之后制备了吸收峰为660 nm的金纳米棒，并对其进行表面修饰，加载于材料上作为光热因子。之后通过紫外分光光度计、热像仪分别验证了材料单线态氧的产生与温度的提升，并通过细胞实验对其协同治疗效果进行进一步验证。第六章总结本文工作的主要结论和创新点，讨论实验过程中存在的问题与相关工作的展望。