稀土纳米长余辉材料具有许多优点，如较低的毒性，较高的化学稳定性，光稳定性好，发射谱带窄，余辉寿命长。另外可以体外激发也为稀土纳米长余辉材料带来了许多的优势。如对生物组织无伤害，避免生物组织自发光等。这些优势使稀土长余辉材料在光学成像领域的应用越来越广泛。但是光学成像存在一些不可避免的弊端，如组织穿透性差，立体效果差等。所以越来越多的研究关注于多功能探针的研究。光学成像和核磁共振成像的结合既解决了光学成像组织穿透性差，立体效果差的缺点，又解决了核磁共振成像灵敏度低的缺点。含钆元素和含有磁性氧化铁的稀土长余辉发光材料将两种成像的优点结合，目前已经获得了广泛的关注。本论文的研究内容包括三部分，第一部分是以Gd₂O₃@mSiO₂为模版制备了Gd₂O₃@mSiO₂@CaTiO₃: Pr纳米材料，并且研究了该材料在光学成像，核磁共振成像和药物释放中的应用；第二部分是以Gd₂O₃@mSiO₂为模版制备的Ca₂Gd₈（SiO₄）₆O₂: Eu，Dy，Mn纳米材料，并且研究了该材料在生物成像中的应用；第三部分是以Fe₃O₄@mSiO₂为模版制备了Fe₃O₄@mSiO₂@CaTiO₃: Pr纳米材料。1用Gd₂O₃@mSiO₂为模板，制备了Gd₂O₃@mSiO₂@CaTiO₃: Pr红色长余辉纳米材料。该材料的形貌规则，粒径分布均匀，分散性良好。从余辉衰减曲线可以看出该材料的余辉时间为1小时，在活体内可测信号约为40分钟，信号强度足够使该材料应用于光学成像。T₁核磁共振成像结果表明，随着Gd³⁺浓度由0增加到0.3mM，T₁核磁共振成像的亮度增强，这说明Gd₂O₃@mSiO₂@CaTiO₃: Pr纳米材料在T₁核磁共振成像中信号增强的效果。在0.5T磁场强度的核磁共振成像仪中测试水质子的弛豫率（r1）为6.43mMs^-1。从药物缓释曲线可以看出前20个小时布洛芬释放的相对较快，20小时之后布洛芬进入缓释阶段，直到90小时不再释放，布洛芬的释放量只有73%。2以Gd₂O₃@mSiO₂为模板制备了黄色长余辉纳米材料Ca₂Gd₈（SiO₄）₆O₂: Eu, Dy,Mn。该材料的形貌规则，粒径分布均匀，分散性良好。从余辉衰减曲线可以看出该材料的余辉时间长于1小时，在活体内可测信号约为30分钟，信号强度足够使该材料应用于光学成像。T₁核磁共振成像结果表明，随着Gd³⁺浓度由0增加到0.3mM，T₁核磁共振成像的亮度增强，这是说明Ca₂Gd₈（SiO₄）₆O₂: Eu，Dy，Mn纳米材料在T₁核磁共振成像中信号增强的效果。在0.5T磁场强度的核磁共振成像仪中测试水质子的弛豫率（r1）为4.13mM s^-1。3以Fe₃O₄@mSiO₂为模版制备了Fe₃O₄@mSiO₂@CaTiO₃：Pr红色长余辉纳米材料。由于经过800oC高温煅烧，材料球体有微弱的变形，且部分烧结团聚。从余辉衰减曲线可以看出该材料的余辉时间约为20分钟。如果解决了团聚问题该材料可以应用于光学成像和核磁共振成像。