稀土掺杂上转换纳米粒子的表面功能化修饰及其生物应用

稀土掺杂上转换纳米粒子(RED-UCNPs)作为一种新型高效的上转换发光纳米材料,具有反斯托克斯位移大,发射光谱窄、发光寿命长、材料毒性低等优点,已成为荧光标记、光动力学治疗、生物成像和构建生物传感器等领域的研究热点。然而,目前广泛使用的溶剂热法合成的RED-UCNPs生物相容性和亲水性差,而且不具备与生物分子之间相偶联的活性基团,因此对RED-UCNPs进行表面功能化修饰就显得格外重要。本文重点综述了RED-UCNPs的表面功能化修饰的类型及其应用现状,为RED-UCNPs的进一步研究开发和应用提供思路和参考依据。

NaYF_4∶Yb^(3+),Er^(3+)@NaGdF_4@TaO_x多模态纳米探针的合成及其在生物成像中的应用

采用溶剂热法在稀土掺杂NaYF4∶Yb3+,Er3+上转换纳米粒子上包覆一层NaGdF4,再利用反相微乳液法在NaGdF4上覆盖一层TaOx,从而合成NaYF4∶Yb3+,Er3+@NaGdF4@TaOx核壳壳结构的纳米探针。使用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及X射线能量色散谱分析(EDS)对NaYF4∶Yb3+,Er3+@NaGdF4@TaOx纳米探针的结构和组成进行表征。并通过荧光光谱、磁滞回线以及电子计算机X射线横断扫描(CT)造影成像等方法对其性能进行了表征,证明该纳米探针具有良好的光学、磁学和CT造影特性。将NaYF4∶Yb3+,Er3+@NaG-dF4@TaOx纳米探针应用于小鼠活体成像实验,结果表明,这种纳米探针对小鼠肿瘤部位的磁共振成像(MRI)和CT信号均有较好的增强效果,表明其在多模态造影成像方面有潜在的应用前景。

稀土上转换发光纳米粒子NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)与细胞相互作用机制的初步研究

选用两种典型的稀土上转换发光纳米粒子,即表面包覆氨基带正电的Na YF4:Yb3+,Er3+纳米粒子(HINPs)和包裹巯基带负电的Na YF4:Yb3+,Er3+纳米粒子(HMNPs),探究这两种粒子与细胞相互作用的机制。虽然HINPs和HMNPs的表面电性不同,但是理化性质相近、荧光发光强度相差不大,因此不会造成显著的成像差异。通过使用共聚焦成像和流式细胞仪进行检测,对比三种培养环境(正常培养条件、抑制膜蛋白活性培养条件和阻碍细胞内消耗能量运输过程的培养条件)的实验结果,发现HINPs和HMNPs的跨膜是一种消耗能量的受体介导的胞吞运输过程。另外,细胞对HINPs的摄取量要远大于对HMNPs的摄取量,说明带正电的粒子更容易和带负电的细胞膜相结合并进入细胞。

生物荧光成像用分子与纳米探针

生物荧光成像近年来发展迅速,应用广泛。荧光探针是其中的核心技术之一。有机染料、半导体量子点和上转换稀土纳米粒子是适用于生物荧光成像的三类主要的化学荧光探针。简要评述了这三类荧光探针的发光机制、典型的设计发展策略、主要的合成制备方法、以及生物成像应用实例。各类探针都在不断地改进、完善自身,呈现出优势互补,共同发展的格局。

核-壳型稀土上转换纳米材料的生物医学应用

稀土掺杂的上转换纳米粒子具有优越的物化性能,如光稳定性、连续发射能力以及锐利的多峰线发射,使其在生物医学领域具有广泛的应用前景.但是,传统上转换纳米粒子由于易发生表面猝灭效应,会大大降低量子产率,从而阻碍了其在生物医学领域的进一步发展.通过核壳结构的设计,不仅可以弥补传统上转换纳米粒子的固有缺陷,并且带来一系列革新的性能和广泛的应用.本文介绍了近几年研究较多的4种核-壳型上转换纳米粒子,分析总结它们的结构特点和研究现状,同时还调研了核壳结构在生物医学领域的最新研究进展,期望能够加深人们对这一领域的理解,为今后新型核壳结构的设计提供指导.

上转换光动力诊疗体系的构建及抗癌研究进展

具有创伤小、毒性低、选择性好、无耐药性等优点的光动力疗法已被广泛应用于癌症治疗研究。然而,多数光敏剂存在水溶性差易聚集、肿瘤组织选择性差的问题,且其激发光都在可见或紫外光范围内,组织穿透深度较浅导致治疗深度不够,限制了光动力疗效。稀土上转换纳米粒子具有低生物毒性、高化学稳定性、强组织穿透力等优点,可作为将近红外光转换成紫外/可见光的发光材料和光敏剂载体,因此,构建上转换光动力诊疗体系为增强光动力疗效提供新思路。本文介绍了上转换光动力诊疗体系的构建方法,包括物理吸附法、物理包封法、共价偶联法,并分析了其应用于光动力抗癌研究的优缺点,最后总结并展望了其存在的挑战及未来发展方向。