目的：光学生物成像技术是一种简单、高效、灵敏且成本低廉的分子成像技术，能够很好的反应光与组织之间的相互作用，是一种常见的临床诊疗手段。但是光学生物成像在临床上的应用，很大的程度上受限于传统荧光成像剂的激发波长在可见光范围(700nm)以内，从而导致其组织穿透能力极其有限（约几毫米）。而眼部由于特殊的生理结构，光学生物成像技术在眼科的应用更是面临巨大的挑战。在本论文中，我们构建了以稀土纳米管为基础的新型上转换纳米荧光成像剂，可以实现在近红外(700-1000 nm)范围内激发，并在可见光范围内发射荧光、采集信号，从而有望将传统光学成像的组织穿透能力提高到厘米级别，有效提高成像分辨率、减少背景干扰，并有望进一步实现眼部光学生物成像。我们选用了高荧光强度的镱(Yb)，铒(Er)掺杂的硫氧化钆(Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+)，并将其制备成纳米管，以便其能更容易的进入细胞与组织，并有效保持荧光性能;同时通过制备条件优化，控制产物的形貌、尺寸、荧光强度和颜色，为所制备的纳米管在生物光学成像上的应用提供物质基础。为了探讨所制各的纳米管荧光成像剂在生物成像上的应用，本论文还进一步对所得产物的生物相容性，及其在眼部细胞（如视网膜色素上皮细胞）和动物体内的成像效果进行了初步研究，揭示了所构建的纳米管荧光成像剂在生物成像与临床诊疗上的巨大应用前景。　　方法：⑴Gd(OH)3纳米管的制备:将2 mmol的Gd(NO3)3加入到25 mL去离子水中形成澄清溶液，在搅拌条件下，用质量分数为25％的氨水调节溶液pH至10。继续搅拌10 min，然后将体系加热到75℃，反应18h。将反应得到的白色沉淀收集、离心分离，分别用去离子水和乙醇洗涤若干次，在60℃烘箱中干燥24 h。掺杂Er3+，Yb3+的Gd(OH)3纳米管的合成与纯的Gd(OH)3纳米管的合成相似，仅在第一步中用相应比例的Er(NO3)3，Yb(NO3)3溶液代替Gd(NO3)3溶液。Gd2O2S∶Er3+/Yb3+纳米管的合成:将所得的Gd(OH)3∶ Er3+/Yb3+纳米管在氮气和硫磺的气氛中于一定温度下煅烧2小时。⑵Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管的细胞毒性检测（CCK-8）:将ARPE-19细胞（一种典型的人视网膜色素上皮细胞株）在96孔板中培养24 h使细胞黏附。实验组细胞中分别加入不同浓度的Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管(25μg/mL，50μg/mL，100μg/mL和200μg/mL)，以正常培养的细胞为对照组。每个浓度有6个平行孔，定时培养24 h，48 h和72 h。随后通过CCK-8试剂盒检测Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+对ARPE-19细胞存活率的影响，分析纳米材料的生物相容性。细胞透射电镜观察:以人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)为研究对象，分为实验组和对照组，实验组用100μg/mL的Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管对细胞分别处理不同的时间段(2h，6h，24 h)后，观察纳米材料对细胞内部结构的影响。⑶将ARPE-19细胞接种于24孔板中，孵育24 h。每孔中加入50μg/mL的Gd2O2S∶Er3+/Yb3+纳米管培养6h后，利用Hoechst33258染液对细胞核进行染色，置于倒置荧光显微镜下观察材料是否进入细胞及能否观察到荧光。⑷Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管在裸鼠体内的成像将3％，1mL/Kg的戊巴比妥钠和0.2mL/Kg的盐酸甲苯噻嗪皮下注射入裸鼠体内以麻醉裸鼠。用10 mg/mL的Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管的水溶液皮下注射入裸鼠体内，最后将麻醉的裸鼠置于小动物活体成像仪的托盘上，在980 nm激光照射下进行体内荧光成像的测试。　　结果：成功合成了具有上转换荧光性能的Gd2O2S∶ Er3+/Yb3+纳米管，通过条件优化，实现对纳米材料的形貌、荧光强度和荧光性能等的可控合成。所合成的荧光纳米管表现了良好的生物相容性，并在低浓度的时候对细胞的生长具有一定的促进作用。透射电镜结果证实了所合成的纳米管能够穿透细胞膜，进入到细胞内部。体外细胞成像结果进一步证实了所制备的纳米管能够进入到细胞内部，并在近红外激光(980 nm)激发下产生明显、清晰、低背景的荧光信号，能够很好的实现高效的细胞内成像。小动物活体成像结果显示所制备的纳米管在动物体内，在近红外激光的激发下，能够检测到清晰的荧光信号，并且无背景荧光的干扰，表明其在动物体内光学成像和临床疾病诊疗上的巨大应用潜能。　　结论：通过合成具有上转换荧光性能的稀土纳米管，实现了在近红外光的激发下，产生可见光范围的荧光，有效提高了光学生物成像的组织穿透能力与抗背景干扰能力。纳米管的特殊形貌，使得纳米材料能够有效的进入细胞与组织内部，从而实现细胞及体内的高效生物成像。生物相容性实验结果表明所制备的纳米管材料对眼部细胞具有很好的生物相容性，并且在一定的浓度范围会对细胞的生长起到促进作用，表明其在眼内乃至体内生物成像的应用可行性。体外细胞荧光成像和体内活体荧光成像结果表明了所制备的纳米管荧光成像剂能够在近红外光源激发下，高效实现可见光范围内成像，有效的推动了光学成像技术在临床（尤其眼科）疾病诊断和治疗等方面的应用，具有很好的研究与应用价值。