稀土上转换纳米材料是一种非常重要的稀土发光材料。近年来，越来越多的人关注并研究上转换纳米材料，并在上转换纳米材料的合成制备及生物检测成像、太阳能电池、安全标记等方面取得了一定的进展。上转换纳米材料的发光性质独特，它吸收两个或多个低能量的光子后，发射出一个高能量的光子，即发射光的波长小于激发光的波长，属于anti-stokes发光。上转换纳米材料具有一系列的优点：化学稳定性和光学稳定性好，毒性小，可通过改变纳米材料的掺杂离子，进而调控上转换纳米材料的发射情况，可以实现同一激发，不同发射；发射峰较窄，发射峰之间的干扰较小；采用980nm的近红外激发光作为激发光源，生物样品的背景低，对生物样品的损伤较小，组织穿透深度大。维生素C是一种非常重要的水溶性的维生素，因可以有效治疗坏血病，又称为抗坏血酸。维生素C对人体具有非常重要的生理作用，它有利于增强血管的弹性，减慢血管粥样硬化的进程，从而防止血压升高，减少心脑血管疾病的形成及病发；可以增强免疫力；参加解毒功能，并有抗组胺的作用及阻止致癌物质生成的作用；可用作辅酶，参与氨基酸的代谢，神经递质、胶原蛋白和组织细胞间质的合成；由于维生素C具有重要的氧化还原能力，可在很多细胞内外的反应中起到电子供体的作用，是一种重要的抗氧化剂，可以调节基因的表达、mRNA的翻译、阻止细胞内蛋白的氧化损伤，具有抗衰老及防治肿瘤的作用。然而，在一些动物体内维生素C是由葡萄糖转化而成，但是人体由于L-古洛糖酸内酯氧化酶基因发生严重突变，不能合成L-古洛糖酸内酯氧化酶，因而人类不能自身合成维生素C。为了维持人体自身的生理平衡，必须从食物中获取维生素C。新鲜的水果和蔬菜中维生素C含量丰富，因此，检测果蔬中维生素C的含量具有非常重要的作用。本论文主要内容分为以下三部分：第一部分从稀土上转换纳米材料的组成、发光机理、合成方法、荧光增强的方法、表面功能化及应用六个方面综述了上转换纳米材料的发展过程。第二部分采用溶剂热法制备了组成分别为NaYF4: Yb, Er, NaYF4: Yb, Tm及NaYF4: Yb, Ho的稀土上转换纳米材料，通过TEM、荧光光谱对纳米材料进行了表征并且讨论了其发光机理；另外，还制备了Er和Tm共掺杂的上转换纳米材料，通过改变Er和Tm的比例，实现了激活离子双掺杂的上转换纳米材料NaYF4: Yb, Er, Tm各个发射峰相对强度的调控，并讨论了机理。第三部分基于稀土上转换纳米材料设计合成了一种用于检测生物样品中维生素C含量的纳米荧光探针。该探针的设计原理为：羟基氧化钴的紫外吸收光谱较宽，可以作为上转换纳米材料的猝灭剂。将羟基氧化钴修饰到上转换纳米材料表面时可以有效猝灭上转换纳米材料的荧光。当体系中存在维生素C时，维生素C可以将上转换纳米材料表面的羟基氧化钴还原成Co2+，使上转换纳米材料的荧光恢复，从而达到检测维生素C的目的。该探针光稳定性好，反应瞬时。采用980nm的近红外光作为激发光源，检测生物样品中的维生素C，降低了生物背景，提高了检测的灵敏度。