近红外长余辉材料ZnGa2MO6:Cr3+的制备与余辉性能

采用高温固相法合成了近红外长余辉材料ZnGa2MO6:Cr3+(M=Si,Ge,Sn,Ti)。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、长余辉光谱、余辉衰减曲线和热释光谱等手段,研究了不同金属离子对尖晶石结构、余辉性能以及缺陷分布的影响。结果表明:所得4种材料中ZnGa2GeO6:Cr3+和ZnGa2SiO6:Cr3+的余辉强度显著高于ZnGa2O4:Cr3+,分别是ZnGa2O4:Cr3+的2.6和1.9倍,这与其具有更强的热释峰结果相对应。说明通过引入四价阳离子,可以促进基质中的缺陷形成,提高了近红外长余辉材料的性能。

近红外长余辉纳米探针ZnGa2O4∶Cr^3+,Sn^4+的制备及Fe^3+含量的时间分辨检测

鉴于长余辉材料免实时激发特性可有效消除激发光源及复杂样品自体荧光的干扰,近红外长余辉材料在生物成像领域受到了广泛关注。但其在荧光传感应用方面的报道相对较少,尤其是利用长余辉纳米粒子来检测金属阳离子鲜有报道。本文采用水热法制备了Sn4+共掺的近红外长余辉纳米材料ZnGa2O4∶Cr3+,Sn4+(ZGSC),再以包硅处理得到在水溶液中分散性良好的荧光探针ZnGa2O4∶Cr3+,Sn4+@SiO2(ZGSC@SiO2)。基于Fe3+对长余辉材料ZGSC@SiO2的荧光猝灭效应,构建了一种选择性好、无背景干扰的近红外长余辉荧光探针ZGSC@SiO2,用于Fe3+的定量检测。采用时间分辨光谱可有效地消除背景干扰,实现了高信噪比检测,其线性范围为50~800μmol/L,检出限为25.12μmol/L。选取了3种补铁口服液作为实际样品,对其总铁含量以及Fe3+的含量进行检测,并进行了加标实验。实验结果表明,测定结果中总铁含量与标示值吻合;3种样品中总铁含量的加标回收率为99.00%~99.79%,相对标准偏差(RSD)为2.416%~3.808%;Fe3+含量的加标回收率为99.90%~102.69%,RSD为3.263%~4.296%,满足测定要求。根据样品中总铁含量和Fe3+含量,可计算得出Fe2+含量,因此该荧光传感体系具有可同时检测Fe3+与Fe2+的优点,可以用于补铁口服液中有效价态Fe2+的质量控制检测。

调控ZnGa_(2)O_(4):Cr^(3+),Li^(+)近红外长余辉材料的陷阱缺陷改善余辉性能

采用高温固相法合成了ZnGa_(2)O_(4):0.005Cr^(3+),xLi^(+)近红外长余辉材料。采用XRD、SEM、TEM、Uv-Vis、PL/PLE等对样品进行表征,系统研究了Li^(+)的掺入对ZnGa_(2)O_(4):Cr^(3+)微观结构和性能的影响。结果表明:材料在紫外光或者可见光的激发下,在693 nm处呈现近红外(Cr^(3+)的^(2)E→^(4)A_(2)跃迁)长余辉发射。掺杂Li^(+)提高可见光的激发效率,当x从0增至0.07时,407 nm和555 nm处的激发峰强度分别增加了114%和120%。Li^(+)的掺入还对ZnGa_(2)O_(4):Cr^(3+)的陷阱类型和数量产生影响,其中,x=0.07的样品具有较多数量的深陷阱,加热时可释放出高强度的余辉,在光信息存储领域具有良好的应用前景。

利用近红外长余辉发光成像技术研究纳米颗粒经肺暴露后在生物体的迁移途径

大气中的超细颗粒物(粒径小于100 nm)由于其超小的粒径,容易进入生物体的循环系统,对其造成极大的伤害;并且因其粒径小,这些超细颗粒物很难在生物体内被示踪,因此研究超细颗粒物在生物体内的迁移过程对于研究大气颗粒物毒理具有重要意义.在本文中,采用近红外长余辉发光成像技术来研究超细颗粒物经肺暴露后在生物体体内的迁移示踪,选择了具备良好生物相容性的多孔二氧化硅为载体,负载具良好近红外长余辉发光性能的ZnGa_(2)O_(4)∶Cr(ZGO)模拟大气中的超细颗粒物(ZGO@SiO_(2)).研究结果表明,颗粒经由气管入肺后,会经循环系统迁移到体内其他器官,主要分布于心脏、肝脏和脾脏中,少量分布于肾脏,这可以为下一步研究超细颗粒物的生物毒理提供支持.

新型近红外超长余辉材料Zn_3Al_2Ge_2O_(10)∶Cr^(3+)的发光性能

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉材料Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+,利用X射线衍射、荧光光谱和余辉衰减曲线等对合成的样品进行了分析。结果表明:样品Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+是Ge4+取代ZnAl2O4∶Cr3+尖晶石中的部分Al3+而形成的固溶体。在397 nm光的激发下,发射光谱主要由两个明显的窄峰叠加在Cr3+离子的自旋允许跃迁4T2→4A2辐射的宽发射带上。发光强度随着Cr3+离子掺杂浓度的增大和煅烧温度的升高而出现浓度猝灭及温度猝灭现象。当Zn3Al2-xGe2O10∶xCr3+中的Cr3+离子掺杂量x为2%且煅烧温度为1 350℃时,样品的近红外发光及余辉强度最大。材料的余辉持续时间超过300 h,余辉发射谱峰位与荧光发射光谱中的N线一致,均位于697 nm附近。最后分析了煅烧温度对样品余辉性能的影响,并对材料的余辉机制进行了探讨。