本文研究了稀土Er掺杂的PEI功能修饰YbPO4空心球上转换纳米材料和Yb、Er掺杂的NaGdF4的核壳结构上转换纳米材料的合成、制备与表征。研究结果发现Er掺杂PEI功能修饰YbPO4空心球纳米材料不但具有上转换荧光(UCL)和X射线计算机断层成像(CT)能力，而且可用于靶向药物输送的纳米载体;细胞实验表明PEI修饰空心球纳米材料细胞毒性低、装载DOX后抗肿瘤活性好。同时，PEI-UCHSs在体内外UCL/CT生物模型成像实验中具有非常好的表现。同时，还系统研究了Yb、Er掺杂的NaGdF4核壳结构纳米材料的制备方法，以及上转换荧光、磁学和X射线成像性能，首次实现了对两种不同化疗抗肿瘤药物（喜树碱和阿霉素）的载药和输送，降低耐药性，提高疗效;通过纳米粒子与常用的肿瘤细胞靶向受体叶酸结合，进一步证实了其靶向药物输送和上转换荧光细胞成像性能。因此，稀土掺杂上转换发光纳米材料有望在成像和治疗一体化应用方面发挥重要作用。