稀土元素特有的结构和能级造就了稀土配合物的许多特殊光学和磁学特性。光学性质,如发射波长不受周围环境及配位场的影响;发射光谱涵盖范围广,包含紫外、可见到红外光区;以及由f-f禁阻跃迁产生的较长荧光寿命等特点。特别是稀土配合物在可见区的发射备受关注,这部分发射主要应用于照明工业,用来制备光和电功能材料;另一方面,还可以用于免疫分析和生物体内光学成像。同时,以Gd(III)为基础的配合物在临床上也是一种优秀的T1权重磁共振造影剂。因此,稀土配合物在多种领域具有重要研究价值。但是稀土配合物的激发波长一般位于紫外区,并且光热稳定性比较差,这使得它们的实际应用受到了一定限制。相比单独的稀土配合物,稀土配合物掺杂的纳米材料则展现出许多更加优秀的性质,对其光热稳定性和光物理性质都有一定程度的改善。因此在本论文中,我们主要致力于组装稀土配合物杂化的发光材料,并且为了使得稀土配合物和主体基质的结合力度更加牢固,我们通过调节基质纳米颗粒和敏化配体,实现不同纳米基质和稀土配合物的原位复合组装。实验结果显示复合以后,材料主客体间的相互作用成就了一系列的能量传递通道,配合物的光热稳定性和发光强度都有一定的提高,这使得他们在光学和诊疗一体化探针应用等方面得到扩展。本论文主要分为四个部分:第一章:简要说明稀土配合物、稀土配合物杂化材料和诊疗一体化探针的概念及应用。第二章:带正电的稀土配合物与稀土双氢氧化物插层复合材料的制备及其在多色荧光粉领域的应用。在实际的光学应用中,多色荧光粉的设计非常重要,在这部分工作中,我们选择了一个可以同时敏化稀土Eu(III)和Tb(III)的配体(L1)(2,20-(4-(2-ethoxyethoxy)pyridine-2,6-diyl)bis(4,5-dihydrooxazole)),利用吡啶甲酸作为连接桥梁,在层状LGdH层板间原位固定带正电的稀土Eu(III)和Tb(III)配合物,通过改变Eu(III)和Tb(III)的含量,得到在一种波长激发下,可以实现多种颜色可调的多色荧光粉(LGdH-pa-Eu1-xTbx L)。荧光光谱、荧光寿命和低温磷光光谱显示主体结构LGdH可以增强层间的配体吸收,从而间接的增强Eu(III)和Tb(III)的发射强度。在文章的最后,我们尝试在荧光组分LGdH-pa-Eu0.2Tb0.8L中引入蓝色发光中心中4,40-distyrylbiphenylsodiumsulfonate(tinopalcbs),最终得到白光发射。另外,为了方便荧光粉的应用,我们将得到的粉末样品通过溶剂铸造法掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中,得到可以多色发射的透明聚合物薄膜。更重要的是,本部分工作的组装为在相同电荷层板间掺杂相同电荷配合物提供了重要思路,同时能量通道的发现为第二部分工作垫定了很好的基础。第三章:双光子敏化的稀土配合物与稀土氧化物gd2o3:eu3+的复合组装应用于多模式成像和药物释放监测。基于第一部分工作,在这部分工作中,我们描述了新型多功能材料的设计,组装和表征。我们选择掺杂eu(iii)的中空gd2o3作为基质,通过逐步修饰最终得到的纳米颗粒可以用于tpl和mri信号的双模式成像和药物监测,以及靶向治疗的效果。本文中,纳米球(tpnps@crgd)的修饰过程为:首先,我们在中空gd2o3:eu3+纳米颗粒的表面修饰可以对温度及ph双感应的聚合物p(nipamco-maa);其次,在表面引入双光子配体4,4,4-trifluoro-1-(9-pentylcarbazole-3-yl)-1,3-butanedioneanion(tha);最后,修饰氨基功能化的靶向基团crgd(cyclic(arg-gly-asp-d-phe-lys))。研究数据表明,当药物dox负载时,它会与gd(iii)和eu(iii)同时配位时,gd(iii)的磁共振(mri)信号得到了提高,并且eu(iii)的荧光(tpl)得到了一定程度的稳定。于是,当药物dox释放时,mri和tpl信号展现出了线性的衰减响应。这部分工作实现了集载药,靶向可控释放,多模式成像和药物监测于一体的诊疗一体化探针的目标。同时,这部分工作为第三部分工作奠定了基础。第四章:双光子敏化的稀土配合物与稀土氧化物的复合组装应用于近红外和ph双感应的多模式成像及多模式协同治疗。联合诊断和治疗因为其优异的治疗效果受到广泛关注。在这部分工作中,我们基于第二部分工作,设计合成了化疗药物dox和光敏剂吲哚菁绿(icg)(可用于光热疗(ptt)和光动力学治疗(pdt))共同负载的纳米复合物dox-icg-gd2o3:eu3+@p(nipam-co-maa)@tha@phen@crgd(dox-icg-tpnps@crgd)。如我们所期望的,得到的纳米复合物可以同时具有靶向、tpl/mri/ct/pti多模式成像、触及响应的药物释放和chemo/ptt/pdt的联合协同治疗。更重要的是,由于与稀土离子配位的双光子配体tha在808nm处有很强的吸收,这恰好与icg的近红外吸收有很好的重叠,因此当在近红外光808nm照射下,原位生成的稀土双光子配合物可以替icg分担一部分光子,这样就大大提高了icg的光稳定性,从而提高了ptt和pdt的效果。另外,icg的热转换温度也加速了dox的释放。老鼠的活体实验显示这种协同化疗、ptt和pdt的诊疗一体化探针具有特别好的协同抗肿瘤效果。我们的工作显示了纳米复合物每一个组分在自组装中的重要性,为提高协同治疗的策略提供了一定理论依据。