基于稀土发光纳米材料的时间分辨成像

时间分辨成像是一种在时域层面区分荧光信息的成像技术。该技术能有效地消除自体荧光和光散射的背景干扰,从而极大地提高成像信噪比和灵敏度;同时该成像技术不依赖于生物组织的厚度,适用于生物活体多通道定量检测。稀土发光纳米材料具有独特的光学性质,不仅在生物窗口内存在多个近红外窄带辐射,而且具备长荧光寿命(微秒-毫秒范围,长于生物内源性荧光团3个数量级以上),适用于时间分辨生物成像。特别是稀土纳米晶可以通过调节纳米结构和组分实现其荧光寿命的人工精确调控,从而制备出系列寿命编码型探针应用于活体时间域分辨成像。本文主要阐述了稀土发光纳米材料荧光寿命的普适性调控策略,系统地综述了该材料在时间分辨成像中的最新研究进展,并展望了其未来发展趋势。

稀土上转换发光纳米材料的研究进展

综述了水热合成、三氟乙酸稀土盐热分解和液相共沉淀法制备疏水稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)的最新进展;随后介绍了5种将疏水UCNPs转化成生物兼容的UCNPs的表面修饰方法;最后介绍了笔者课题组在UCNPs生物应用方面的研究进展,主要包括DNA纳米传感器、生物成像和生物系统发电。

稀土掺杂上转换发光纳米材料在有机光伏器件中的应用进展

稀土掺杂上转换发光纳米材料(UCNPs)是一种在近红外光激发下发出可见光的纳米材料,将UCNPs掺入有机光伏电池中,可以扩大有机光伏电池对太阳光谱的响应范围,提高有机光伏电池的光电转换效率。综述了UCNPs在染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池中的应用进展,展望了该材料未来的研究方向。

稀土发光材料在近红外二区成像中的应用

与可见光和近红外一区光相比,生物组织对近红外二区光具有更低的散射和自体荧光,因此,近红外二区荧光成像技术可以实现高灵敏度、高分辨率和高信噪比的成像,在肿瘤诊断、小分子体内检测、生物传感和免疫分析等领域展示出了广泛的应用前景。在众多的近红外二区荧光纳米材料中,稀土发光纳米材料因具有化学稳定性和光稳定性好、发射带窄、发光颜色和寿命可调等优点受到研究人员的关注。基于此,本文以稀土发光纳米材料的发光机理和设计合成为出发点,系统地综述了这类纳米材料在近红外二区荧光成像方面的最新研究进展,并对其亟需解决的问题及未来的发展趋势进行了展望。