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生物标记技术是分子生物学最常用也是最重要的技术之一,发光标记材料的广泛研究和应用推动了生物学和医学的迅猛发展。镧系掺杂纳米晶作为一种新型发光材料逐渐受到人们的关注,具有荧光强度高、光化学稳定性好、荧光寿命长、毒性低等优点,其中以共掺敏化剂和激活剂的稀土氟化物纳米晶的研究最为广泛。稀土元素由于具有丰富的光学和磁学性质,还可以实现单一材料的光磁功能复合,有望应用于核磁共振成像。此外,与常规荧光标记物相比,稀土上转换发光纳米颗粒能够在近红外光激发下产生可见发光,有效地克服生物体的自体荧光及对生物体的损害等缺点,在生物标记领域有着巨大的应用潜力。本文采用溶剂热法,以稀土硬脂酸盐为前驱体,在油酸-乙醇-水体系中合成了发射绿色荧光并具有良好磁性的NaGdF4:Ce,Tb纳米颗粒。利用透射电子显微镜、x-射线衍射、磁滞回线和荧光光谱分别对纳米颗粒的形貌、晶体结构、磁性、荧光性能及发光寿命进行了表征,并探讨其可能的发光机理,考察反应条件对纳米颗粒发光性能的影响。实验结果表明：所得纳米颗粒基本为球形,粒径约为15nm左右,为单一六方晶系,具有超顺磁性和长的荧光寿命。推测该纳米颗粒的发光主要为Ce3+→Gd3+→Tb3+能量传递过程,确定最佳合成条件为：反应温度120℃,反应时间18h,Tb3+和Ce3+离子的摩尔掺杂分数分别为15%和10%,NaF的用量为5mmol。以氨基修饰后的NaGdF4:Ce,Tb纳米颗粒作为能量供体,以吸收光谱与纳米颗粒发射光谱相重叠的金纳米颗粒作为能量的受体,通过NaGdF4:Ce,Tb纳米颗粒表面的氨基和纳米Au表面羧基之间的共价反应将供体和受体拉近,构建二者之间的共振能量转移体系,并对其相互作用机理进行了探讨。当纳米Au的浓度在0-7.2μg mL-1范围内变化时‘,NaGdF4:Ce,Tb纳米颗粒的光强随纳米Au浓度的增大呈现线性下降趋势。采用相同的溶剂热法合成NaGdF4:Yb,Er上转换纳米颗粒,颗粒较小且粒径均一、形状规则,适合于生物标记；探讨了该纳米颗粒的上转换发光机理。利用偶联有转铁蛋白的氨基化上转换纳米颗粒与HeLa细胞表面过度表达的转铁蛋白受体之间的特异性结合,实现了对HeLa细胞的特异性标记。