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本发明公开了一种水溶性上转换荧光纳米材料的制备方法,包括以下步骤:配制包含钇离子、镱离子和铒离子的稀土硝酸盐溶液,加入脂肪醇和水溶性稀土离子配体混匀,加入氟化钠水溶液,使得:(1)所述氟离子与总的稀土离子的摩尔比为(5~16) : 1;(2)整个混合溶液中脂肪醇与水的体积比为(0.5~1):1;所得混合液体于200~240℃水热反应,冷却到室温后,离心分离固体产物得上转换荧光纳米材料。本发明所制备上转换荧光纳米材料以六方晶相为主体,其上转换发光强度较高,水溶性较好,适于生物学标记。