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上转换发光纳米材料在生物分析和医学成像中具有优异的应用前景。对上转换过程的研究正迅速发展为光化学、生物物理学、固体物理学和材料学的交叉领域。与有机荧光染料和量子点相比，镧系掺杂纳米晶体在生物荧光标记方面具有更少的限制条件。概述了镧系掺杂纳米晶体的结构和上转换发光机理，综述了镧系掺杂上转换发光纳米材料的合成、发光颜色调控方法及其生物分析应用方面的研究进展。