近年来，稀土上转换纳米发光材料的研究及其在生物医学领域的应用备受瞩目，而具有高结晶性和发光效率的纳米粒子通常在有机溶剂中制得，其表面会具有稳定的疏水性官能团，水溶性差而影响了生物应用。目前，油相转水相的实验中，常见的配体替换方法以及高温实验条件会导致荧光效率极大地下降，保持高发光效率并具有良好水溶性依然是个难题。本论文提供了一种简单而实用的方法来实现疏水性纳米粒子的表面亲水性转换。我们制备了六角相的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米发光材料，以其作为上转换发光粒子模型，利用具有疏水性烷基链和亲水性硅氧基团的双亲性硅烷作为修饰层，室温条件下，通过疏水-疏水作用，硅烷的烷基和纳米粒子表面的来自油酸的十八烷基通过疏水相互连接；进而硅烷缩聚形成紧密的修饰层，实现了纳米粒子的高发光效率和高水溶性。此方法具有室温合成，反应时间短，修饰层薄且致密（大约1nm）等优点，修饰层保护了颗粒表面结构和发光特性，同时其疏水环境还能容纳疏水的分子发光材料（例如稀土配合物，有机染料和有机药物等等），实现多功能复合荧光纳米材料的设计和制备。在本论文中，我们进一步在NaYF4:Yb3+,Er3+和硅烷疏水夹层中引入了具有高发光效率的疏水Eu(TTA)3(TPPO)2发光分子，成功制备了具有双模式温度传感和细胞成像功能纳米复合材料。在这个复合发光系统中，上转换发光低效率和下转换自发荧光等缺点实现了互补。在激光扫描共聚焦显微镜下，利用980nm以及405nm激光激发，实现了双模式细胞同时成像，而且利用Er3+和Eu3+的不同发光机理，实现了生理温度范围内的的双模式温度传感，为功能集成材料的设计制备提供了理想模型。