上转换纳米粒子（Upconversion Nanoparticles,UCNPs）是一类稀土掺杂反斯托克斯发射的无机纳米材料,其近红外激发的特性有效降低了生物样品自发荧光和散射光的干扰,同时使UCNPs可避免与其它发光物质的共同激发,经常作为发光共振能量转移（luminescence resonance energy transfer,LRET）体系中的能量供体。到目前为止,绝大多数基于UCNPs的传感器均是通过LRET原理构建的,在这种情况下,荧光信号需要经历先猝灭再回升,检测的信号增强因子（signal enhancement factor,SEF）依赖于LRET效率。但是由于UCNPs的自身性质,目前报道的LRET最高效率在90%左右,很难进一步提高。因此,现在迫切需要寻找新的原理来构建基于UCNPs的传感器,突破LRET效率的限制,以促进其在生物分析中的应用。染料敏化上转换发光可以增强UCNPs的光吸收能力,有效增强上转换发光,最重要的是利用染料作为识别单元和潜在敏化剂的上转换探针,可以摆脱对LRET效率的依赖,突破上转换纳米探针SEF的上限,在生物分析和生物检测方面具有很大的应用前景。然而,因为大多数近红外染料存在量子产率较低、斯托克斯位移较小、水溶性差等问题,选择和制备近红外染料作为敏化剂还面临着许多难题。综上,本论文提出两种递进式的策略构建上转换发光传感器:1)利用UCNPs作为能量供体构建生物传感器,通过纳米金（gold nanoparticles,AuNPs）作为UCNPs的猝灭剂,目标物调控LRET距离实现上转换传感;2)利用UCNPs作为能量受体,半导体量子点（Quantum Dots,QDs）作为UCNPs的敏化剂,以目标物作为敏化开关,构建基于QDs敏化上转换发光的生物传感器。具体内容如下:1.以聚多巴胺（polydopamine,PDA）包覆的NaYF4:Yb,Tm纳米粒子（UCNPs@PDA）作为能量供体,AuNPs为能量受体,适配体为识别元件,构建基于UC-LRET技术的生物传感器检测癌胚抗原（carcinoembryonic antigen,CEA）。通过微乳液法在油相UCNPs表面包覆PDA,实现水溶性修饰。将CEA适配体共价偶联在AuNPs表面,适配体可通过π-π堆积作用吸附在UCNPs@PDA表面,拉近能量供-受体距离,发生LRET过程使荧光猝灭,CEA存在时,CEA与适配体结合,改变适配体构型,使AuNPs远离UCNPs@PDA,破坏LRET作用,通过荧光恢复的程度实现对CEA的定量检测。2.将油酸包覆的NaYF4:Yb,Er纳米粒子经过水溶性修饰后,共价偶联上凝血酶的适配体TBA1,另一种适配体TBA2修饰在谷胱甘肽稳定的Ag2Se QDs上。当凝血酶存在时,通过适配体与凝血酶之间的特异性识别,凝血酶与UCNPs和Ag2Se QDs形成夹心结构,两者距离被拉近,发生由Ag2Se QDs到UCNPs的非辐射能量转移,实现上转换发光增强。因此,通过荧光增强倍数定量检测溶液和血清中凝血酶的含量。