小尺寸长余辉纳米颗粒的制备及发光性能

尺寸小且光学性能良好的长余辉纳米颗粒(PLNPs)在生物医学领域中具有广泛的应用前景。目前,PLNPs一般需要通过高温煅烧获得,而高温煅烧会造成颗粒团聚、尺寸过大、不利于在生物医学领域应用。因此,发展尺寸小且余辉发光性能良好的PLNPs制备方法具有重要意义。采用溶剂热法,以油酸和十八烯为溶剂,甲醇(CH_(3)OH)为辅助溶剂制备了铬掺杂镓酸锌PLNPs(ZGC-CH_(3)OH),对ZGC-CH_(3)OH煅烧后进一步用乙二胺四乙酸二钠进行刻蚀获得ZGC-CH_(3)OH-EDTA。研究了CH_(3)OH和EDTA刻蚀效应对PLNPs尺寸大小、余辉发光性能以及晶体结构的影响。结果表明:该方法制备的PLNPs(ZGC-CH_(3)OH-EDTA)不仅尺寸小,而且具有很长的余辉时间,其平均粒径为11.12nm,最大余辉发射波长为696nm,NIR余辉时间超过120h。

Zn_(1.4)Ga_(2)O_(4)∶(0.03Cr^(3+),0.002In^(3+),xEr^(3+))近红外发光长余辉纳米颗粒的制备及其光学性质

利用一步水热法制备了Zn_(1.4)Ga_(2)O_(4)∶0.03Cr^(3+),0.002In^(3+),xEr^(3+)(x=0,0.005,0.01,0.015)PLNPs,研究Er^(3+)对ZnGa_(2)O_(4)体系纳米粒子余辉性能的影响,对其系列样品进行X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱等表征,结果表明Er^(3+)的掺杂改善了材料的光学性质。当Er^(3+)掺杂量从0 mmol增加0.015 mmol时,样品发光强度先增强后降低,Er^(3+)掺杂量为0.01 mmol时NIR发射最强,尺寸为最小,材料的余辉时间可达5 d。XRD分析结果显示,Er^(3+)的掺杂对PLNPs晶体结构无明显影响,Zn_(1.4)Ga_(2)O_(4)∶0.03Cr^(3+),0.002In^(3+),xEr^(3+)(x=0,0.005,0.01,0.015)系列样品组织为纯相的尖晶石结构;TEM表征结果显示合成的系列样品尺寸小,掺杂Er后,平均粒径在10 nm左右。制备的小尺寸PLNPs在生物医学领域有着潜在的应用前景。

长余辉纳米颗粒改性研究进展

对长余辉纳米颗粒(PLNP)优异的余辉发光性能不断地进行优化,使其在信息储存和生物医学领域具有广阔的应用前景。归纳了近年来PLNP改性的几种方法,包括调整掺杂元素和基质材料的组成、加入共掺杂离子、制备方法的改性、表面修饰增强生物相容性以及控制反应条件等。介绍了通过上述方法改性后的PLNP表现出的优异发光性能相关的研究成果,评述了改性后的PLNP在生物成像、肿瘤成像及治疗、多功能纳米平台的构建等领域的应用研究进展。最终,对PLNP未来的制备工艺和应用发展进行了展望。

Cr,In共掺杂MgGa_(2)O_(4)小尺寸近红外长余辉纳米颗粒的制备及发光性能

采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa_(2)O_(4)(MGO∶Cr,In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles,PLNPs),并考察了Cr,In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、余辉发光性质和尺寸的影响.结果表明,最优Cr,In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%,MGO∶Cr,In晶体属于Fd3m空间群,Cr,In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响,平均粒径为(8.61±2.23)nm,分散性良好,最佳煅烧温度为700℃.并且,In掺杂可有效延长其余辉发光寿命,平均发光寿命(τ_(av))从49.33 s增大至52.89 s;荧光量子产率增高至44.9%;活化能E_(a)为(0.36±0.04)eV,具有良好的热稳定性;陷阱深度为0.696 eV.此外,该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰,表明UV光、蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发,发射波长皆位于705 nm处,属于Cr^(3+)的^(2)E(^(2)G)→^(4)A_(2)(^(4)F)跃迁.该PLNPs在红色LED灯、光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.

尺寸可控Zn_(1.4)Ga_(1.97-2x)O_(4)∶1.5%Cr,xIn近红外发光长余辉纳米颗粒的制备及其光学性质

采用一步水热法,通过In^(3+)的掺杂,获得了尺寸可控的近红外(NIR)发光ZGO∶1.5%Cr,xIn(Zn_(1.4)Ga_(1.97-2x)O_(4)∶1.5%Cr,xIn,x=0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)长余辉纳米颗粒(PLNPs),考察了In^(3+)掺杂量对ZGO∶1.5%Cr,xIn PLNPs尺寸大小、余辉发光性能以及晶体结构的影响。In^(3+)的掺杂不仅能有效控制ZGO∶1.5%Cr,xIn PLNPs尺寸,还可以增强发光和余辉时间。结果表明,当In^(3+)掺杂量为0.2%时,ZGO∶1.5%Cr,0.2%In PLNPs平均粒径为13.79 nm,分布最为均匀,粒径最小,NIR发光最强,余辉时间超过5 d,可通过LED灯再激发。In^(3+)的掺杂对ZGO∶1.5%Cr,xIn PLNPs的晶体结构无影响,均为纯相的尖晶石结构。

新型长余辉纳米材料的制备及应用研究进展

长余辉材料是一种储能型发光材料,其可以将吸收的一部分能量储存在陷阱中,在外部刺激下以光的形式缓慢释放出来。近年来,新型的长余辉纳米材料在可控制备方法和独特的光学性能方面取得了的突破,在新型涂料、建筑节能、信息防伪及生物医学等领域中引起了广泛关注。综述了新型长余辉纳米材料的制备方法、光物理性质的调控策略及在不同领域中的应用研究进展,并对下一代长余辉纳米材料的未来研究方向和挑战进行了展望。

羟基氧化钴长余辉纳米探针用于食品中VC的检测

采用水热两相法结合高温短时煅烧,制备出一种具有超高亮度、单分散尺寸及光学稳定近红外发光的三掺杂镓锗酸锌长余辉纳米材料(ZGGO∶Cr^(3+),Yb^(3+),Er^(3+)persistent luminescence nanoparticles,ZGGO∶Cr^(3+),Yb^(3+),Er^(3+)PLNPs),在其表面修饰羟基氧化钴(Co OOH),并通过Co OOH与VC之间的特异性氧化还原反应构建出一种检测VC的纳米探针。该探针以ZGGO∶Cr^(3+),Yb^(3+),Er^(3+)PLNPs作为光学信号单元,Co OOH为猝灭剂,基于荧光内滤效应,实现对VC高选择性、高灵敏度的快速检测。结果表明,Co OOH可有效猝灭PLNPs的发光;VC可通过还原Co OOH使PLNPs的发光得到恢复,且荧光恢复与VC含量具有良好的线性相关性(R2=0.993 15),检出限为1.18 mg/kg。用于实际样品猕猴桃、柠檬、草莓中VC的检测,测定结果与高效液相色谱的检测结果具有较好的一致性。此外,合成的ZGGO∶Cr^(3+),Yb^(3+),Er^(3+)PLNPs在近红外区具有超长的余辉性能,测定时无需激发,可进一步用于细胞及活体内VC的监测与成像。

Dy,Cr共掺杂ZnGa2O4长余辉纳米粒子的制备及发光性能研究

以乙二醇辅助水热法制备了Dy^(3+),Cr^(3+)共掺杂ZnGa_2O_4的小尺寸、近红外长余辉纳米粒子(PLNPs)。通过优化反应条件、锌的比例和共掺杂稀土离子Dy^(3+)等措施,不仅提高了PLNPs的余辉发光性能,而且有效控制了PLNPs的粒径。结果表明,当起始溶液p H为7、Ga:Zn的比例为2:1.2、Dy^(3+)的掺杂量为1%时,所合成的PLNPs的尺寸在6 nm左右,而且具有良好的余辉发光性能,其近红外余辉时间大于72 h,在高信噪比生物医学成像中具有潜在应用价值。

Cr^(3+)掺杂长余辉发光纳米粒子在生物医学研究中的应用研究简述

长余辉纳米颗粒(PLNPs)因其独特而卓越的发光现象,可实现无损伤、无背景干扰的成像、检测及诊疗。PLNPs的发光中心决定其发射波长。以Cr^(3+)为发光中心的PLNPs由于发出近红外(NIR)光,组织穿透性良好,具有NIR光可激励的超强的持久余辉(PL)等优点,在生物医学研究中得到广泛应用。对Cr-PLNPs在生物检测、成像及多种治疗领域中的应用研究成果进行评述,分析了Cr-PLNPs研究领域存在的问题和挑战,指出了该领域的未来研究方向。