近年来，越来越多的新型纳米发光材料由于其独特的光学性能而成为当前研究的焦点，各式各样的基于纳米发光材料的生物传感器已被构建。尤其是最近研究热门的上转换纳米发光材料（UCNPs），由于其能够通过多光子机制将近红外光转换成可见光，具有激发光能量低、背景低、发光强度高且稳定、发射波长可通过控制其组成进行调节等优点而在生物检测中得到了广泛的研究，其生物相容性好、组织穿透能力强和毒性低等优点更是让其在细胞、肿瘤成像诊断和治疗中得到了大力的发展。基于此，本文围绕新型上转换纳米颗粒开展了以下三个方面的工作：一、利用溶剂热法制备了发蓝光的NaGdF4:Yb,Tm/NaGdF4和发绿光的NaYF4:Yb,Er上转换纳米颗粒。结果表明，相比于NaGdF4:Yb,Tm/NaGdF4（发射峰主要在475nm），NaYF4:Yb,Er（发射峰主要在540nm和650nm）粒径大且发光效率高。在此基础上，选择NaYF4:Yb,Er进一步解决其水溶性问题，对其进行硅壳包被（采用st ber法）和磷脂包被，结果表明包裹磷脂后的NaYF4:Yb,Er比包裹硅壳后的NaYF4:Yb,Er水溶性及分散性好，且磷脂层薄几乎不影响NaYF4:Yb,Er的发光，为NaYF4:Yb,Er的应用奠定了实验基础。二、结合UCNPs的特殊光学性能和核酸适配体的高特异性识别能力发展了一种简便的靶向识别肿瘤细胞并进行光动力学治疗的新方法。其原理为：通过疏水作用在磷脂包裹的上转换纳米颗粒的疏水层组装上锌酞氰，其能够有效吸收NaYF4:Yb,Er在650nm处的发射光并释放出单线态氧诱导细胞凋亡，通过生物交联在带巯基的磷脂上交联上AS1411适配体，其能够特异性的识别肿瘤细胞表面高表达的核仁蛋白从而靶向到肿瘤细胞内进行光动力学治疗。结果表明该传感器能够很好的靶向到人乳腺癌细胞并通过光动力学治疗杀死人乳腺癌细胞，而对人正常乳腺细胞基本无损伤作用。三、结合UCNPs的光学性能和氧化石墨烯独特的电子学性质发展了一种简便的、灵敏度高的分析技术用于HIV-1gp120抗体的检测。其原理为：选择HIV-1gp120抗体所对应的肽，将肽与磷脂进行交联形成磷脂-肽的复合物。磷脂-肽和甲氧基磷脂能够通过范德华作用力一步组装到UCNPs表面，此时的上转换纳米颗粒能够通过π-π共轭作用和疏水作用吸附到石墨烯上而荧光被猝灭。当有抗体存在时，肽能够特异性的识别抗体形成肽-蛋白复合物，使UCNPs从氧化石墨烯表面上解离下来，荧光信号得到恢复。结果表明：该传感器在PBS缓冲溶液中和血清中都能与HIV-1gp120抗体在5nM-150nM呈良好的线性关系，在缓冲溶液中的检测限为2nM。在实际样品的检测中，回收率在95%~108%范围之内，相对标准偏差约6%。表明该传感器能够有效地降低复杂生物样品中的背景干扰，在实际样品的定量分析中可以获得满意的结果。