目的研究不同核素的切伦科夫光学显像的光学信号在不同组织中的穿透性差异及空间分辨率变化。并且设计一种稀土纳米颗粒对切伦科夫光进行转换以增强其信号强度和穿透性。方法将活度为0，3，6，12，25，50uCi的131I和18F-FDG分别加入24孔板中，进行切伦科夫光学显像，进行切伦科夫光学信号与放射性活度的相关性分析。制作放射性浓度为20，50，100，200μCi/μl，长度为100mm，直径为1mm的线状131I放射源，间隔1cm平行放置，分别覆盖不同厚度的脂肪、肝、肺和肌肉组织片，进行光学显像；观察不同活度的131I对不同组织的光信号穿透性差异。制作放射性浓度为100uCi/μL，长度为100mm，直径为1mm的线状131I和18F放射源，间隔2cm平行放置；上方覆盖不同厚度的脂肪、肝、肺和肌肉组织薄片进行切伦科夫光学显像，研究切伦科夫光学显像空间分辨率的变化。然后利用水热法合成Yb3+-和Er3+-掺杂的NaYF4稀土纳米颗粒。利用扫描电镜和X射线衍射对其进行表征并利用光谱仪测定其吸收和发射光谱。将其溶于水中加入发射性核素，利用光学显像测定其对切伦科夫光信号的增强作用，同时利用仿体模型测定加入稀土纳米颗粒后核素切伦科夫光的穿透性变化。最红利用荷假瘤小鼠进行正电子发射断层显像和光学显像验证这一增强效果。结果切伦科夫光信号强度随放射性活度的增加呈线性增加(r2=0.97，P=0.0001和r2=0.96，P=0.0001)。同时切伦科夫光信号的强度随光源的深度增加而下降。其中以脂肪组织的光透过性最好。另外，切伦科夫光学显像的空间分辨率随放射性活度的降低和组织深度的增加而下降；同时对不同组织的空间分辨率各异，其中以脂肪组织中成像的空间分辨率最好。之后的增强实验显示切伦科夫辐射可以在520nm和980nm波段激发稀土纳米颗粒在660nm波段发光。加入稀土纳米颗粒后，切伦科夫光强度提升约2倍而组织穿透性从5mm明显提高至15mm。并且信号增强的强度与放射性核素活度(R2=0.996)及稀土纳米颗粒的质量(R2=0.994)有关。动物实验则验证了这一效应的可行性。结论切伦科夫光学显像的光穿透性及空间分辨率受核素类型、放射性活度、组织类型及组织深度等因素影响较为明显。其光信号穿透性差，而分辨率较高。在加入稀土纳米颗粒后，切伦科夫光信号强度和穿透性都明显提升，为进一步的应用奠定了基础。