光动力治疗（Photodynamic Therapy,PDT）和光热治疗（Photothermal Therapy,PTT）是近几年被广泛用于研究的新型抗癌手段,相比于传统的癌症治疗方式,PDT/PTT具有副作用小、靶向性好、创口小、治疗效果好以及成本更低等优势。早期的光化学疗法（光动力治疗和光热治疗）使用紫外光作为光源,但紫外光容易被生物组织过多的吸收而导致成像和治疗的效率降低;而近年来研究较多的近红外光,由于具有更深的组织穿透能力和更高的显像信噪比,在目前的光化学治疗的研究中被认为稳定高效的光源。在以稀土无机纳米粒子为主的上转换发光材料,正是以近红外光为激发光源,受激发后发射出可见光用做成像和治疗。相比于其他的荧光染料（量子点,有机染料）,稀土上转换发光材料具有化学性质稳定、荧光寿命长、发射峰窄、毒性低和无自发荧光等优点。光化学治疗的核心是治疗所用的光敏剂,在众多开发出的光敏剂中,半导体材料是其中性能较为优秀的一种,由于其特殊的能带结构,在受到合适波长的光（紫外光或可见光）刺激后,能够发生能量转换而产生大量的单线态氧和热。当半导体材料和稀土上转换发光材料结合之后,具有紫外/可见光响应的半导体材料可以吸收上转换发出的紫外光和可见光,从而实现以近红外光激发的PDT和PTT。此外,这种复合材料通常还具有生物成像的功能。本文实现了几种不同半导体材料与上转换纳米粒子的结合,对这些复合材料的光热/光动力效率以及生物成像效果进行了研究,具体研究内容如下:（1）由NaYF₄与SnO₂（TiO₂）合成的新型光敏剂,在近红外激光照射下可产生大量的单线态氧。用水热法合成尺寸较大（120 nm）的上转换纳米颗粒（NYF）,并在其表面包覆不同厚度的半导体介孔结构。Sn O₂和Ti O₂两种半导体在紫外区域均具有宽的吸收带,在近红外激光激发下,NYF发出的紫外荧光可以用作能量供体,半导体吸收能量后产生电子-空穴对,转移至半导体表面后产生单线态氧。使用DPBF检测器,体外MTT分析和体内肿瘤抑制实验研究了Na YF₄@Sn O₂样品的PDT效率,结果表明稀土-半导体复合材料在近红外光的激发下可以用作PDT试剂。（2）可降解的Fe₃O₄@m SiO₂@UCNP被用作成像引导的PTT/PDT剂。用溶剂热法成功制备的Fe₃O₄纳米颗粒,通过静电吸附将上转换纳米粒子（UCNP）负载在Fe₃O₄@m Si O₂的多孔结构中。一方面,在808 nm激光器的照射下,Fe₃O₄@m Si O₂@UCNP不仅能够迅速升温,并且还能产生大量的单线态氧;另一方面,该复合材料在外加磁场下加速靶向肿瘤细胞,在光声成像中显示强的信号,近红外激光下发出上转换光信号。此外,Fe₃O₄@m Si O₂作为药物载体可以被降解。因此Fe₃O₄@m Si O₂@UCNP可用作磁靶向双模态成像引导的光热/光动力治疗探针。（3）将典型的有机/无机光热疗法药剂（聚吡咯、多巴胺、碳层、二氧化锰和硫化铜）与稀土纳米材料结合,用于在近红外激光下进行光声/上转换发光成像引导的光热治疗。通过对几种复合材料的热量来源、发光强度和稳定性进行分析,得到以下结论:（a）光热效应产生的热量主要来源于材料近红外吸收,部分来自上转换发光的吸收;（b）可见的UCL发射主要被包覆的PTT材料在近红外区域的吸收导致猝灭,而部分发射被PTT材料的可见光吸收猝灭,这表明激发可能比在UCL发射过程中起更重要的作用;（c）复合材料的生物化学稳定性可能取决于合成的反应温度。经过分析在五种无机/有机纳米复合材料中,UCNP@Mn O₂不仅展现出优异的光热性能,还对肿瘤细胞的微酸环境具有刺激反应能力和最高的稳定性,因此它是五种材料中最合适的肿瘤诊疗候选药物。