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癌症是目前严重危害人类健康的重大疾病,癌症的诊断和治疗一直是临床医学最重要的主题之一。影像学技术是获得肿瘤所处的部位、评估肿瘤的发生和发展状况的重要方法,肿瘤的准确识别对于提高癌症的治愈率至关重要。手术治疗、放疗和化疗是当前临床治疗癌症的主要方法,但严重的毒副作用、疗效受限、多药耐药、转移性肿瘤疗效差等因素让癌症治疗效果差强人意。光动力疗法（PDT）是一种借助在光照射下光敏剂产生致死性氧化损伤并导致肿瘤坏死的方法。与化疗和放射治疗相比,PDT具有许多独特的优点,包括局部化程度高、伤害程度轻微、特异性高、安全性和经济性好等。然而,目前PDT的主要缺点在于:由于生物组织的光吸收和散射作用,激发光敏剂所需要的可见光或紫外光在组织内的穿透深度有限,PDT对组织深处或尺寸较大的肿瘤的治疗效果不佳。稀土掺杂上转换发光纳米材料（UCN）是一种吸收长波长光子后辐射短波长光子的材料,当UCN与光敏剂复合后,UCN在近红外光（NIR）激发下发射的紫外光或可见光激活光敏剂,后者产生的活性氧物种（ROS）杀死癌细胞,可以克服当前PDT的缺点。借助稀土离子的光学和磁学性质,UCN复合材料还可用作MRI或CT造影剂以及多模态成像探针。本论文构建了一种具有多模态成像/光动力治疗功能的纳米光敏剂材料UCN@TiO2-Au,研究了材料的表面修饰策略对其产物应用性能的影响,借助优选的修饰路线对UCN@TiO2-Au偶联不同配体,制备了两种靶向纳米光敏剂,研究了放射性核素18F-标记的靶向纳米光敏剂在肿瘤模型鼠体内的PET/CT成像性能。具体研究内容和结果如下:（1）采用溶剂热的方法制备了NaYF4:Yb,Tm@NaGdF4:Yb（简称UCN）,然后通过水解法包覆TiO2,进一步采用光化学法负载Au,制备得到纳米光敏剂UCN@TiO2-Au,并研究了光照时间和氯金酸用量两个反应因素对UCN@TiO2-Au的形貌、发光强度以及ROS产生能力的影响,通过体外MRI和CT测试判估其作为MRI、CT造影剂的可行性。对比了当前主流的硅烷偶联剂改性TiO2与Au-S组装化学的表面修饰方法所得产物聚乙二醇修饰的UCN@TiO2-Au的Zeta电位、发光强度、分散稳定性和ROS产生能力等性能的差异性,确定基于Au-S组装化学的修饰路线制备的产物具有更好的应用性能。（2）借助Au-S组装化学路线在UCN@TiO2-Au表面进一步分别偶联了具有不同靶向功能的配体叶酸（FA）和精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽（RGD）,表征了所得的靶向纳米光敏剂的化学组成、Zeta电位、上转换发光、对放射性离子18F-的标记效率以及分散稳定性;研究18F-标记的靶向纳米光敏剂在肿瘤模型鼠体内的正电子发射计算机断层显像/电子计算机X射线断层扫描（PET/CT）成像性能。结果证明纳米光敏剂对肿瘤具有靶向作用,有望作为光动力治疗/多模态成像双功能的纳米药物平台。