稀土元素包括镧系元素以及钇和钪两种元素。稀土元素失去最外层电子后变成三价离子,在5s²5p⁶电子层保护下,稀土离子内部会发生电子跃迁。由于其独特的电子结构,使得稀土掺杂的上转换发光材料具有发射谱带窄、色纯度高、红外到紫外区的吸收和发射等优点。稀土掺杂的上转换纳米材料可以利用近红外光作为激发光源,具有较深的组织穿透深度,同时可以实现上转换发光（UCL）成像和磁共振成像（MRI）。通过与其他纳米材料结合,可以构建针对于癌症的诊疗一体化试剂。以上这些优点使得稀土掺杂纳米材料在生物医学方向具有广泛的应用前景。本论文针对于构建稀土掺杂纳米杂化材料在肿瘤的诊断和治疗方面进行了以下探索:1.随着药物载体的研究逐渐增多,各类光、pH、氧化还原电势、温度活化的封装分子也相继被报道。在这些封装分子中二氧化锰纳米片呈现出很多独特的优势:如具有大的表面积、可以实现充分的封装效果阻止药物的提前释放,具有很宽的吸收、结合上转换纳米粒子的发光可以在肿瘤部位实现选择性的UCL成像,同时二氧化锰纳米片可以在肿瘤部位的酸性环境下被谷胱甘肽（GSH）还原,生成的Mn²⁺离子可以增强样品在肿瘤部位的磁共振信号。基于以上优点,二氧化锰纳米片作为一种新颖GSH和pH响应的封装分子可以有效地应用于选择性的药物释放。我们发展了一种基于二氧化锰纳米片的双敏纳米结构（UCDMs）,用于选择性药物释放、UCL成像、增强的MRI。研究了UCDMs纳米结构对pH/GSH的响应,以确定其选择性药物释放的潜力。利用HeLa细胞研究了UCDMs在肿瘤细胞内可控药物释放的能力及其对癌细胞的杀伤效果。结果表明,UCDMs纳米结构实现了在肿瘤细胞内有效的药物释放、UCL成像和增强的MRI,表明UCDMs在多模式生物成像指导的化疗方面具有潜在的应用前景。2.磁共振成像可以提供高的空间分辨率、高灵敏度的三维造影信息,被广泛应用于癌症的诊断。在这部分内容中,我们用简单温和的方法合成了一种新颖的双介孔纳米体系用于肿瘤的光热治疗和磁共振成像。首先在介孔铂纳米粒子表面包裹一层介孔二氧化硅,氨基功能化后与稀土Gd配合物进行共价键复合,得到最终的Gd配合物功能化铂纳米粒子双介孔核壳纳米体系mPt@mSiO₂-GdDTPA。介孔铂纳米粒子（mPt）作为核,在808 nm近红外光激发下表现出优异的光热转换性能。介孔二氧化硅与Gd-DTPA配合物相连作为壳,可以作为MRI的造影剂。另外,用MTT法、组织学和血液学分析,表明mPt@mSiO₂-GdDTPA纳米体系在没有激光照射时具有低的生物毒性,该纳米体系已成功应用于昆明鼠体内的MRI研究、细胞内以及带瘤小鼠的光热治疗研究。