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本发明涉及一种稀土镨元素掺杂的红色长余辉基因纳米载体的制备方法及应用。包括1)稀土镨元素掺杂的红色长余辉纳米颗粒的制备:稀土镨元素掺杂的红色长余辉纳米颗粒采用溶剂热法制备,制得的直径为20~50纳米;2)采用配体交换法制备水溶性羧基化稀土镨元素掺杂的红色长余辉纳米颗粒;3)稀土镨元素掺杂的红色长余辉纳米颗粒表面连接分子量为600的聚醚酰亚胺。纳米载体的粒径为200~400纳米。制备的基因纳米载体的基因转染效率为35~55%,细胞存活率为80%~95%。可以通过在的照射,检测红色长余辉的位置来实时跟踪基因所到达的目的位置。