稀土离子掺杂的上转换纳米材料是一类吸收长波长、低能量光子,发射短波长、高能量光子的重要新型发光材料。与小分子荧光有机染料和量子点等其他荧光材料相比,具有许多独特的优点:具有低毒性、化学稳定性高、低背景干扰、减少激发光散射等。因此在生物分子检测方面具有很高的应用价值。本论文采用水热法制备水溶性的上转换纳米粒子,构建了基于上转换纳米粒子的化学/生物传感器,发展了一系列灵敏、可靠、快速以及多组分同时检测的新方法,用于苏丹红、尿酸、乙酰胆碱酯酶活性和镉离子的检测。主要内容如下:1.基于苏丹红染料对上转换纳米粒子（UCNPs）荧光的内滤效应,构建了一种用于检测苏丹红的纳米传感器。苏丹红的吸收峰与UCNPs的荧光发射峰重叠,能够吸收UCNPs的荧光导致体系的荧光淬灭。荧光强度随着苏丹红浓度的增加而呈线性减少。在最佳条件下,苏丹红I、II、III和IV的线性范围分别为0.05-40μg/mL,0.01-20μg/mL,0.01-40μg/mL,0.05-40μg/mL,相应的检测限约为15.1 ng/mL,2.83 ng/mL,3.52 ng/mL和16.7 ng/mL。这种纳米传感器具有良好的稳定性、灵敏性可成功地用于辣椒粉样品中苏丹红的检测。2.设计了一种新型的比率荧光及比色尿酸（UA）传感平台。在H₂O₂的存在下,具有类过氧化酶性质的ZnFe₂O₄磁性纳米粒子（MNPs）能够催化氧化N-乙基-N-（3-磺丙基-3-甲基苯胺钠盐）（TOPS）与4-氨基-安替比林（4-AAP）反应生成紫色物质（化合物1）,这种紫色物质在波长550 nm有特征吸收峰,能够淬灭波长557 nm上转换荧光。然而,UCNPs在波长705 nm处的荧光强度不变,比率荧光强度((I₅₅₇/I₇₀₅)₀/(I₅₅₇/I₇₀₅))与UA的浓度成正比例。更重要的是,该比色传感可以通过肉眼观察颜色变化直接辨别UA的浓度,这种纳米传感器能够很好的灵敏检测UA。最佳条件下,比率荧光及比色检测线性范围均为0.01-1 mM,最低检测限分别是2.86μM和5.79μM。拟定的方法能够成功的应用在检测人体血清中的UA。3.本文构建了一种基于谷胱甘肽（GSH）调节的多功能平台,采用UCNPs和金纳米粒子（AuNPs）之间的荧光共振能量转移（FRET）用于检测乙酰胆碱酯酶（AChE）活性和镉离子(Cd²⁺)。检测机理是基于AuNPs能够淬灭UCNPs的荧光。首先AChE催化水解乙酰硫代胆碱（ATC）产生硫代胆碱,硫代胆碱可以通过Au-S键使AuNPs聚集,从而改变UCNPs的荧光。然而,GSH的存在能够阻止AuNPs的聚集并且能够拉大AuNPs和UCNPs之间的距离。当Cd²⁺加入到AuNPs,GSH和AChE/ATC体系中,Cd²⁺能够与GSH络合形成（GS）₄Cd复合物,这时AuNPs又开始聚集。聚集的纳米金会从UCNPs表面脱离,从而使UCNPs的荧光恢复。在最佳条件下,AChE和Cd²⁺的检测限分别是0.015 mU/mL和0.2μM。这种基于小分子调节的UCNPs/AuNPs体系是一种简单、非标记的方法,也可以用于检测实际样品血清中的AChE和水中的Cd²⁺。