近年来,稀土发光纳米材料用作药物载体实现癌症的诊断和治疗引起了研究人员的广泛重视,特别是镧系掺杂上转换纳米材料,可以通过双光子或多光子过程将近红外光转换成可见光或紫外光,因此被认为在生物医学领域有着广泛应用。上转换荧光纳米颗粒（UCNPs）有其独特的优势,包括具有良好的化学稳定性,低毒性、低光褪色性以及较强的生物组织穿透性等,被认为是一种理想的光敏药物载体。除了这些性质,Gd、Yb等离子的掺杂使得稀土发光材料具备同时实现CT等多模式成像的能力。本论文主要采用热分解方法合成多级核壳稀土纳米材料,然后将材料表面修饰金纳米团簇（Au NCs）。对材料的发光性质、生物相容性、多模式成像、光动力/光热治疗效果等方面进行了详细研究。具体内容可以总结如下:设计合成Au NCs/UCNPs复合材料。利用高温热分解法制备了尺寸50 nm左右的三层核壳NaGdF₄:Yb/Er@NaGdF₄:Yb@NaNdF₄:Yb纳米颗粒,该产物形貌均一、分散性良好,在980 nm激光激发下可发射出明亮的绿光,与直接紫外光照用于肿瘤治疗相比,近红外光有着更好的治疗效果。然后在表面修饰了Au NCs,将上转换/CT成像多模式成像相结合用于癌症诊断和治疗。在体外细胞实验中,复合材料的发光性质可以对纳米粒子的细胞吞噬过程进行光学成像,利用倒置荧光显微镜对这一过程进行观察。得出了金纳米团簇可以随复合材料被Hela细胞所吞噬的结论。还通过进行细胞毒性、生物相容性、溶血性等实验,显示了复合材料在生物领域有着良好的应用。最后,我们在小鼠体内对该复合材料的多模式成像效果进行了检验,结果显示该材料在CT成像中具备很好的造影能力,且在小鼠体内也具有较好的表皮穿透能力。