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上转换过程是反斯托克斯的过程，通常是指长波长的近红外或者红外光转化为短波长的紫外或者可见光。相比于荧光染料和量子点等传统荧光标记物，上转换纳米粒子具有较高的探测灵敏度，优良的光稳定性、生物兼容性和更高的生物组织穿透能力以及对生物组织造成更低的光损伤。近几年来，上转换纳米粒子被广泛的用于固态激光器、三维平面显示、生物标记、生物成像等。当上转换纳米粒子修饰上光敏剂后，可以同时用作药物载体和能量供体，近红外光辐射下，它可以在可见光范围内发出荧光用于触发光敏剂分子的光动力过程。 本论文的研究工作主要是利用上转换纳米粒子以上的优良特性，在其表面同时修饰上光敏剂和靶向多肽后，用于细胞和小动物的光学成像和近红外光动力治疗。实验中，为了提高纳米粒子的生物兼容性以及有利于其功能化修饰，我们先在稀土纳米粒子表面包裹了-层氧羧甲基壳聚糖(O-carboxymethylchitosan，OCMC)构建了纳米平台OCMC-UCNP。而利用共价修饰的方法，在平台上修饰光敏剂Pyropheophorbidea(Ppa)和靶向多肽c(RGDyK)得到纳米粒子UCNP-Ppa-RGD。 我们通过透射电镜、傅利叶变换红外光谱、吸收光谱和荧光光谱以及Fluoresceinylcypridinaluciferinanalog(FCLA)化学发光等方法对纳米粒子的粒径、光谱特性和功能特性进行了表征。结果表明氧羧甲基壳聚糖被成功的修饰在上转换纳米粒子的表面，平均的包裹厚度大约为3nm。纳米粒子UCNP-Ppa-RGD在不同pH的水溶液中都具有良好的稳定性。实验结果表明，光敏剂在共价修饰过程中，没有改变它原有的光谱特性以及功能特性。所用的纳米平台OCMC-UCNP显著地提高了光敏剂的水分散性，减轻了光敏剂分子由于自聚引起的浓度淬灭现象。 在细胞实验部分，我们研究了纳米粒子UCNP-Ppa-RGD的靶向特异性、暗毒性和近红外光辐射下的光动力治疗效果。由于靶向多肽c(RGDyK)能够与整合素αvβ3发生特异性结合，相对于MCF-7细胞(低表达整合素αvβ3)，纳米粒子UCNP-Ppa-RGD对U87细胞(高表达整合素αvβ3)具有更强的靶向特异性。靶向阻断实验也证明靶向纳米粒子UCNP-Ppa-RGD是通过配体.受体介导的内吞途径进入细胞的。构建的纳米粒子具有低的暗毒性和红外光辐射下强的光毒性。980nm激光照射下，能选择性地杀伤整合素αvβ3高表达的U87细胞，而相同条件下对整合素αvβ3低表达的MCF-7细胞没有造成明显影响。