近年来，掺杂镧系元素的上转换纳米粒子(UCNPs)作为光学探针在生物分析中的应用引起了人们的广泛关注。上转换发光材料具有性质稳定，不易光解，生物毒性较低等特点。用于生物探针，由于采用近红外激光器作为外源激发光源，只有上转换发光材料发光，而被标记的生物分子和被检测的生物体系因为不具备上转换发光性质而不发光，特别是在长波发射区（红区或者近红外区），生物分子的光吸收降到最低，从而使检测背景大大降低，进而提高生物检测的灵敏度。同时具有核壳结构的上转换纳米粒子，发光效率得到提高。在本文中，结合上述这些优异的特性，我们合成了具有核壳结构的上转换红区发光纳米粒子 NaYF4:Yb,Er/NaGdF4和近红外区发光纳米粒子NaYF4:Yb,Tm/NaGdF4，将其成功的运用于对生物分子凝血酶和焦磷酸酶（PPase）以及焦磷酸盐（PPi）的检测。具体的内容如下：　　（1）制备了核壳结构的NaYF4:Yb,Er/NaGdF4上转换红区发光纳米粒子，并修饰上氨基凝血酶适配子作为能量供体；巯基适配子修饰的Au NRs作为能量受体，基于凝血酶与适配子的特异性结合，建立了FRET体系，实现了对凝血酶的检测。在最佳实验条件下，检测凝血酶范围为2-75nM，检测限为1nM。　　（2）通过水热合成法及阳离子交换合成了由NaYF4纳米粒子掺杂三价的稀土离子上转换近红区发光纳米粒子NaYF4:Yb,Tm/NaGdF4，并利用聚丙烯酸进行修饰。纳米粒子表面的羧基与 Cu2+配位，导致发光降低。由于焦磷酸根离子与 Cu2+具有较强的结合能力，破坏了Cu2+与羧基配位，导致发光恢复。基于此竞争反应，建立了一种用于检测PPi的上转换发光传感器。在最佳实验条件下，检测PPi的线性范围0.05-100μM，检测限为0.02μM。　　（3）在以上的基础上，基于PPase能催化PPi水解生成磷酸盐，破坏了Cu2+与PPi的结合，导致Cu2+与羧基配位，从而使体系的发光再次猝灭。基于此，建立了一个具有灵敏度高的实时检测焦磷酸酶活性的发光体系。在最佳实验条件下，检测 PPase活性的线性范围是2.5-50mU，检测限为1mU。