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现如今,稀土掺杂的上转换纳米材料(UCNPs)已成为一类倍受关注的发光材料,并且在诸多领域中有了重大的研究进展。与有机染料、半导体量子点等发光材料相比,上转换纳米材料具有真正的中间态及连续的激发过程,它可以将近红外(NIR)、红外(IR)等长波辐射,转换为紫外线(UV)、可见光等短波辐射,这是一种反斯托克斯(anti-stokes)的过程。这种独特的发光过程,使UCNPs具有尖锐的吸收和发射线,发光寿命长,优越的光稳定性,低背景荧光,无自体荧光等优点。本文根据上转换发光的特点,设计出不同的传感策略用于外泌体(Exosomes)及L-谷胱甘肽(GSH)的检测。并且根据荧光性能的实际情况,对UCNPs进行了核壳结构的优化改造。具体内容如下:第一章:本章开发了一种基于上转换荧光共振能量转移的纸基技术用于检测肝癌细胞(HepG2)来源的外泌体(Exosomes)。当外泌体存在时,UCNPs与金纳米棒(Au NRs)之间可以发生荧光共振能量转移,使UCNPs的荧光发生猝灭,通过外泌体的加入量与荧光猝灭程度之间的关系对外泌体进行定量。在最佳条件下,外泌体的检测范围是1×104~1×108 particles/μL,检测限(LOD)为1.1?103particles/μL。这种纸基技术规避了纳米材料为非均相体系不利于生物检测这一缺点,在固体界面上进行检测,使UCNPs的优越性能得到了极大的发挥。第二章:本章构建了一台上转换微弱光检测仪,用于UCNPs荧光的检测;并且研制了一种基于UCNPs与MnO2纳米片荧光共振能量转移的简单传感器用于对L-谷胱甘肽(GSH)的检测。在UCNPs体系中加入MnO2纳米片后,UCNPs会在MnO2纳米片表面堆积,使UCNPs的荧光发生猝灭;当GSH存在时,由于其具有还原性,可以将MnO2纳米片还原成二价锰离子,使UCNPs游离出,使荧光得以恢复。在最佳实验条件下,GSH的检测范围为0.5~100μM,检测限为0.24μM。第三章:本章以稀土硬脂酸盐为前驱物,采用高温裂解法制备出一种分散性好,粒径均一,具有核壳结构的六方相(β)UCNPs:NaYF4:Yb,Er,Nd@NaYF4:Nd,这种核壳结构的UCNPs以808 nm的红外光作为激发光,避免使用容易被水吸收的980 nm的红外光作为激发光,使UCNPs可以更好地应用于生物领域;并且系统地探索了投料比例及反应时间对核壳纳米粒子形貌、核壳厚度、荧光强度的影响。