近年来，关于稀土上转换纳米粒子的研究应用越来越多。与传统的量子点和有机染料等发光材料相比，稀土上转换纳米粒子有发光强度高、发射谱带窄、无光漂白、物化性质稳定等诸多优点。稀土上转换纳米粒子为反斯托克斯位移发光，其激发光为近红外光，优势显著。近红外光是属于“生物组织光窗口”，有良好的组织穿透性，且没有光损伤。在近红外光的激发下，稀土上转换纳米粒子囊括了从紫外到近红外的多发射谱带。上转换纳米粒子的形貌、尺寸、发光波长等参数可调，并且可以根据不同需求对其进行表面功能改性，因此上转换纳米粒子在生物医疗等领域应用前景广泛，例如荧光成像、磁造影、多模式成像、光响应性药物输送、光动力治疗等。因此，本文研究了稀土上转换纳米粒子的合成、后修饰以及应用，具体如下:　　首先，利用不同的制备方法，例如热分解法、水热法和高温溶剂法可控合成了不同形貌的上转换纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对粒子进行了表征分析，发现利用不同的合成方法，通过调控反应时间、温度、反应溶剂等参数，可以控制上转换纳米粒子形貌、尺寸以及发光波长。通过高温溶剂法分别合成了直径为10nm的核壳结构的NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4球形纳米粒子和长度为40nm的NaYF4∶Yb3+，Tm3+纳米棒。通过水热法合成了米粒状、花瓣状、方块状等多种LiLuF4∶Yb3+，Er3+纳米粒子。　　其次，利用聚合物多齿配体对超小纳米粒子进行了表面功能修饰，制备了可以与抗体蛋白单偶联的荧光探针。设计合成了带功能末端的链引发剂和链转移剂，通过ATRP和RAFT合成低聚合度的聚合物多齿配体，利用相转移和配体交换对超小核壳结构的NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4表面修饰。利用核磁共振(NMR)氢谱表征了有机物的结构，通过TEM表征分析了相转移前后的核壳结构纳米粒子。证明了聚合物多齿配体对超小纳米粒子的有效相转移。　　最后，构建了一类血卟啉修饰上转换纳米粒子的光敏剂体系。利用聚乙二醇选择性修饰血卟啉，同时保留两个羧基，制备得到的聚乙二醇二取代血卟啉(HP-diPEG)。通过配位作用对上转换纳米棒(UCNR)表面进行亲水性修饰，实现纳米棒的水相分散，以提高粒子生理条件下的稳定性、生物相容性以及长循环性。通过核磁共振和红外光谱对血卟啉衍生物结构进行了表征。利用紫外光谱和荧光光谱对血卟啉衍生物和上转换纳米棒NaYF4∶Yb3+，Tm3+进行光学性质表征。在980nm近红外光的激发下，上转换纳米棒能够通过发光共振能量转移，激发表面的血卟啉衍生物使之受到激发，产生单线态氧，由此UCNR@HP-diPEG有望作为一类近红外光响应的光敏剂体系。