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稀土氟化物上转换发光纳米材料具有光化学稳定性高、荧光寿命长、发射峰窄、反斯托克斯位移大、在生物体内的光渗透深度大及无自发荧光干扰等优点,因此,经过一系列表面修饰的稀土氟化物上转换发光纳米材料在生物成像及传感领域被广泛地研究,特别是小尺寸的超细纳米晶。稀土纳米材料在生物标记、生物成像等领域已经取得丰富的研究成果,然而其在细胞温度传感方面仍有较大的研究潜力和应用价值,本文将对稀土掺杂的NaYF4上转换材料基于强度比的温度传感功能在细胞中的应用展开讨论。六方相结构的NaYF4由于具有相对较低的声子能量以及良好的化学稳定性,是目前己知的最好的上转换发光基质材料之一,六方相的NaYF4:Yb3+,Er3+被认为是上转换效率最高的上转换稀土材料,因此,本研究将NaYF4:Yb3+,Er3+作为发光中心。为了提高上转换发光效率,核壳结构被引入。Nd3+在这个设计里扮演重要的角色,引入了808nm激光作为激发源,避免了细胞的过热效应。为了避免Er3+和Nd3+在一起产生的荧光猝灭,分别让Er3+和Nd3+分布于核和壳中,在空间上避免了两者接触产生猝灭,并且在核和壳里都引入了 Yb3+,作为Er3+和Nd3+之间能量传递的媒介。Er3+的2H11/2和4S3/2相邻两个能级之间的距离很小,大约几百个波数,在2H11/2和4S3/2两个能级之间存在热平衡,发光峰的强度随着温度变化。因此,利用Er3+的这个特性,Er3+掺杂的稀土上转换材料可以用于温度传感。本文利用热分解法合成出核壳稀土上转换纳米晶,并对其随温度变化的上转换发光性能进行了研究,实现了细胞体内的温度传感。本文研究内容主要包括以下几个方面:1、利用热分解法成功合成了NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+,Nd3+核壳纳米晶,并使用 EDX、XRD、TEM等表征方法证明了合成出来的NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+,Nd3+核壳纳米晶符合要求。2、不同温度下,用808nm连续激光激发NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+,Nd3+核壳纳米晶得到变温荧光光谱,Ln(I525/I545)与1/T呈线性关系。利用DMSA对核壳纳米晶表面亲水修饰后,NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+,Nd3+@DMSA表现出对细胞低毒。3、NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+,Nd3+@DMSA 核壳材料标记的 NIH-3T3 细胞,在处于285K-330K时,被808nm的连续激光激发,记录荧光光谱,Ln(I525/I545)与1/T呈线性关系。