长余辉材料能够储存激发光能量并在光照停止后将储存的能量释放出来，时间长达几到十几小时。因此，长余辉材料被广泛的应用在室内装饰、交通标志、人工照明等领域。长余辉材料具有发光寿命长，发光强度大等优点，使其与其他荧光染料区分开来。近年来，基于长余辉材料发展了一系列新型的成像和检测光学探针。检测分析成像前对长余辉材料进行激发，可以消除原位激发产生的背景荧光，提高信噪比。这种性质，在光致发光检测和生物样品实时检测方面具有重要作用。但是，目前合成的长余辉材料由于烧结温度高，易团聚，纳米粒子成形不好，且表面基团少，难以修饰。因此，降低合成温度，合成发光强度大，分散性好的长余辉纳米材料具有重要的意义。现今，健康成为人类生活最关注的问题之一。通常，食用大量的水果可以防止疾病的生成，如心血管疾病，癌症。因此，人们越来越多的关注抗氧化物质，如维生素C。维生素C又称抗坏血酸，是人体内一种重要的物质，参与身体各部位组织的生长和修复。维生素C能消除大多数的活性氧，如ONOO^-,O^2-,.OH, H₂O_<sub>2等。在生物体的新陈代谢中，维生素C具有重要的作用，包括参与电子转移、羟基化反应、芳香族化合物的氧化分解。目前，对于维生素C的细胞内检测还缺乏系统的研究，发展检测维生素C的探针已成为研究的热点。谷胱甘肽作为一种重要的还原性小分子硫醇，在生物体内的抗氧化作用中起着重要的作用。谷胱甘肽是哺乳细胞和真核细胞中含量最多的硫醇三肽。谷胱甘肽作为一种重要的内源性抗氧化剂在细胞防御如抗毒素，自由基等方面起重要作用。谷胱甘肽的含量与一些疾病的发生如衰老、癌症、心脏病等密切相关。因此，实时监测细胞内谷胱甘肽含量有重要意义。本论文合成了新型材料长余辉纳米材料，并基于这种材料设计合成了一系列的复合纳米探针进行细胞内的维生素C和谷胱谷胱甘肽的检测成像。本论文一共包括五章：第一章绪论，综述还原性物质的生理学意义及荧光检测方法；另外，介绍长余辉材料的发展近况，并分别对长余辉材料的种类、合成方法、在生物体成像方面的应用做了总结。第二章稀土掺杂长余辉纳米材料的合成，主要采用不同的方法合成了不同基质，不同掺杂离子的几种发光颜色不同的长余辉纳米粒子，并对其进行了XRD、荧光光谱、余辉发射、余辉衰减曲线等几个方面的表征。第三章基于羟基氧化钴修饰的长余辉纳米粒子用于细胞内维生素C的检测成像，采用溶胶-凝胶法合成了发蓝光的长余辉纳米粒子，并采用超声沉淀法将羟基氧化钴修饰在长余辉纳米粒子的表面，猝灭余辉。当与维生素C发生氧化还原反应时，羟基氧化钴被还原为Co²⁺，余辉恢复，达到检测维生素C的目的。由于在检测成像前激发，避免了原位激发产生的背景荧光，该方法具有较高的信噪比。第四章基于二氧化锰修饰的长余辉纳米粒子用于细胞内谷胱甘肽的检测成像，采用溶胶-凝胶法合成了发蓝光的长余辉纳米粒子，并采用超声沉淀法将二氧化锰修饰在长余辉纳米粒子的表面，猝灭余辉。当与谷胱甘肽发生氧化还原反应时，二氧化锰被还原为Mn²⁺，余辉恢复，达到检测谷胱甘肽的目的。由于在检测成像前激发，避免了原位激发产生的背景荧光，该方法具有较高的信噪比。第五章基于四氧化三铁修饰的长余辉纳米粒子用于细胞内维生素C的检测成像，采用溶胶-凝胶法合成了硅酸盐长余辉纳米粒子，并采用超声沉淀法将四氧化三铁修饰在长余辉纳米粒子的表面，猝灭余辉。当与维生素C发生氧化还原反应时，四氧化三铁被还原为Fe²⁺，余辉恢复，达到检测维生素C的目的。由于在检测成像前激发，避免了原位激发产生的背景荧光，该检测具有较高的信噪比。