NaYF_4:Gd,Yb,Er/PEI上转换纳米颗粒的合成及其在PDT和MRI中的应用

通过溶剂热法合成了具有强发光性质的NaYF_4:Gd,Yb,Er/PEI上转换纳米颗粒(UCNPs),其中钆离子的适量掺杂不仅能促进NaYF_4从立方到六方相的转变,而且提高了NaYF_4:Yb,Er/PEI纳米颗粒的发光强度.通过X射线衍射,扫描电子显微镜(SEM),发光光谱等表征方法研究了纳米颗粒的形貌、结构及性质.NaYF_4:Gd,Yb,Er/PEI具有均一的尺寸,优异的上转换发光及顺磁特性,其在生物医学中具有广阔的应用前景.通过对UCNPs共价修饰光敏剂四(4-羧基苯基)卟啉(T790)和PEG-NH_2,制备了多功能的UCNP_s-T790-PEG纳米颗粒并初步探讨了其在肿瘤光动力学治疗(PDT)和磁共振成像(MRI)中的应用.

凝胶网络模板法可控制备NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)稀土上转换纳米颗粒

采用水凝胶空间网孔结构作为纳米级反应容器可控制备了NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上转换发光纳米颗粒。通过控制交联剂密度可以改变网络凝胶网孔结构,用不同网孔结构的凝胶模板可以控制合成纳米颗粒。通过XRD、TEM、PL等方法研究了不同凝胶模板对颗粒的尺寸、发光性能的影响。结果表明,利用高分子交联后形成的凝胶网络,可以制得粒径在10 nm左右的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒。随着交联剂浓度的升高,颗粒粒径及荧光强度都有所下降。本研究为稀土上转换发光纳米颗粒的制备提供了工艺简单、绿色环保的新方法。

稀土氟化物Y_(0.97)Er_(0.03)F_3纳米材料的制备及上转换发光

通过燃烧法和控温热反应法制备了稀土氟化物纳米材料,利用XRD和TEM对样品进行了分析和表征。测量了发射波长为980nm激光二极管激发下所得纳米材料的上转换发光性质。

水溶性NaYF_4∶Yb,Er纳米颗粒的溶剂热合成及其上转换发光性能

稀土上转换发光纳米材料具有极好的生物应用前景,但其应用的前提是能制备出水溶性、发光效率高的稀土纳米材料。以乙二醇为溶剂、稀土氯化物和NaF为反应物,采用简易的溶剂热法一步制备出水溶性的NaYF4∶Yb,Er纳米颗粒。NaYF4∶Yb,Er样品以粒径为25～40nm的球形颗粒为主,同时含有少量直径为25～40nm、长度为50～100nm的虫状纳米颗粒。该样品具有立方相结构,样品表面上的乙二醇配体使其能够很好地分散于水中。在980nm激光器激发下,NaYF4∶Yb,Er纳米颗粒水溶液展现了强的黄绿色上转换发光。因此该样品拥有良好的生物应用潜力。

多巴胺修饰制备亲水性NaYF_4:Yb,Er上转换发光纳米颗粒

稀土上转换发光纳米材料在生物领域应用的前提是具有亲水性和可以偶联蛋白的官能团。先将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中的碳链通过疏水作用插入到溶剂热法制备的NaYF4:Yb,Er纳米粒子表面油酸分子中,然后通过多巴胺(DA)在其表面氧化聚合形成具有氨基的亲水性纳米粒子(UCNPs@DA)。分别采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光纤光谱对其形貌、表面官能团和上转发光性能进行了表征与分析。考察了在修饰过程中DA的质量浓度、滴加速度等因素对形成UCNPs@DA的影响。结果表明,当DA质量浓度为0.20 mg/mL、滴加速度为1.25 mL/min时,试样具有较好水中分散性及发光效率。UCNPs@DA在540 nm处的发光强度是未修饰试样的70%,而650 nm处的光强未发生衰减。UCNPs@DA有望成为生物检测中很好的发光标志物。

NaYF4:Yb/Er稀土上转换发光纳米粒子的可控合成

与传统的有机染料或者其它荧光纳米材料相比,稀土上转换材料具有稳定性好、毒性低、量子效率高、背景荧光干扰小、信噪比高等优点。开发出荧光效率高、粒径可控、生物相容性好的稀土上转换纳米材料引起了众多科研工作者的兴趣。

CaF_2∶xYb^(3+),yEr^(3+)纳米颗粒的合成及其上转换发光性质

采用水热合成法制备了CaF2∶xYb3+,yEr3+(x=0.1~0.8,y=0.01~0.08)纳米颗粒,利用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和F-4600荧光分光光度计表征了样品的物相和形貌尺寸,并探究了Yb3+和Er3+掺杂浓度对样品的上转换发光性质的影响。结果表明,所合成的样品为立方相,球形颗粒,平均直径为12 nm,敏化剂Yb3+的最佳掺杂摩尔分数为20%,而激活剂Er3+的最佳掺杂摩尔分数为6%。此时,绿光与红光的强度之比最大。

Yb^3＋/Er^3＋共掺杂BaY2F8纳米颗粒的水热合成与上转换发光(英文)

采用水热方法合成了Yb3+/Er3+共掺杂BaY2F8纳米颗粒,并对其进行了不同温度的热处理,热处理温度为200℃-800℃。研究了热处理温度对纳米粒子的晶相、粒径和上转换发光强度的影响。结果发现随着热处理温度的升高,纳米粒子的粒径和上转换发光强度明显增加。讨论了BaY2F8:Yb3+,Er3+纳米粒子的上转换发光机理。

银纳米立方颗粒表面等离子激元增强β-NaYF_4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换的研究

分别采用化学还原法和共沉淀法合成银纳米立方颗粒和β-Na YF4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换纳米发光材料。银纳米立方颗粒的表面等离子共振吸收宽带位于370~750 nm。在油酸溶液体系中,实现了银纳米立方颗粒对上转换纳米材料荧光的表面等离子激元增强,研究了银纳米立方颗粒的掺杂浓度对上转换红光和绿光发射的影响。当银纳米立方颗粒掺杂浓度为2.0%时,对β-Na YF4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光增强达到最大。红光和绿光上转换发射对应的最大增强因子分别为1.97和1.79。

β-NaGd_(0.794)Yb_(0.200)Ho_(0.001)Tm_(0.005)F_4纳米颗粒的白色上转换发光

利用简单的水热合成法制备了β-NaGd0.794Yb0.200Ho0.001Tm0.005F4纳米颗粒。采用X射线粉末衍射(XRD)技术测定了样品的物相,结果显示样品为六角相。通过透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜观察的结果样品为椭球和六角形状,颗粒的平均尺寸为23 nm。用980 nm半导体激光二极管为激发光源,测定了样品的室温上转换发射谱,结果表明:样品分别发射红、绿和蓝色光,其相对发射强度,从强到弱的顺序为蓝色、绿色和红色,与其对应辐射跃迁分别为Tm3+离子的1G4→3H6,Ho3+离子的5F4→5I8,5F5→5I8跃迁。样品发射的蓝、绿和红光组合而发出强的白色上转换发光,其色品坐标为(x=0.271 7,y=0.267 3)。

YF_3∶Yb,Er纳米晶的固相合成及上转换发光性能

采用一种简单的低温固相法制备了YF3∶Yb,Er纳米晶,重点探究了烧结温度、烧结时间对纳米晶微结构及发光性能的影响。通过XRD、SEM和FA对样品进行了表征。XRD结果表明:烧结温度达到400℃,烧结时间达到1h,即可获得正交相的YF3∶Yb,Er纳米晶;SEM分析表明:制备的YF3∶Yb,Er纳米晶呈现光滑的类球形,粒径随烧结温度升高及烧结时间增加而变大;FA结果显示:在980nm红外激光激发下,样品的可见光发射峰分别位于波长409、524、547和657nm处,其强度与烧结温度、烧结时间正相关。

Y_(0.78)Yb_(0.2)Er_(0.02)F_3多孔纳米粒子的合成与上转换发光

以Y2O3,Yb2O3,Er2O3,NH4F等试剂为原料,采用水热法在180℃下保温10 h获得了NH4Y1.56Yb0.4Er0.04F7球形纳米粒子。所获得的纳米粒子在氮气保护下400℃灼烧2 h,制备出Y0.78Yb0.2Er0.02F3纳米粒子。利用Scherrer公式计算出NH4Y2F7∶Yb3+,Er3+和YF3∶Yb3+,Er3+的粒径分别为65.8和68.3 nm。TEM照片展示粒子近球形,其大小与Scherrer公式计算结果一致。TEM还揭示每个粒子上面应带有许多小孔。氮气吸附脱附实验进一步证实了粒子上存在小孔。在980 nm的红外激光激发下,NH4Y1.56Yb0.4Er0.04F7不发光,而Y0.78Yb0.2Er0.02F3发出明亮的绿光,表明所获得的Y0.78Yb0.2Er0.02F3具有强的上转换发光。

BaYF_5：Yb,Er纳米晶的水热合成及上转换发光性能

以KBF4为氟源水热制备了BaYF5∶Yb,Er纳米晶。探究了无表面活性剂条件下水热制备BaYF5∶Yb,Er纳米晶方法中,前驱液pH值、氟源用量对所制备样品结构、形貌、粒径及发光性能的影响。XRD结果表明,制备的样品属于四方晶系;SEM及FA结果显示,在pH=10及n3+Re∶n-BF4=1∶1.25条件下制备的样品颗粒呈类球状、粒径均匀,其上转换发射强度最大。分析了水热反应作用机制,获得了无表面活性剂条件下水热制备BaYF5∶Yb,Er纳米晶的最适宜pH值及氟源用量。

YF_3:Yb^(3+),Er^(3+)纳米上转换发光材料的制备与表征

以Y2O3、Er2O3、Yb2O3和不同氟源(NaBF4、NaF和NH4F)为原料,利用PEG-2000辅助的水热法合成出不同形貌的YF3:Yb3+,Er3+纳米上转换发光材料,考察了不同反应时间和不同氟源对样品形貌和晶相的影响。SEM照片表明:不同的反应时间和不同氟源对YF3:Yb3+,Er3+纳米粒子的形貌和尺寸影响较大。XRD分析表明:加NaBF4和NaF所得的样品均为正交晶系的YF3,加NH4F所得样品为立方晶系的YF3。上转换发射光谱表明:不同氟源和在不同温度下所得样品的发射光谱均可以观察到在522nm到545nm之间的绿光发射带和位于653nm附近的红光发射峰,分别对应于Er3+的2H11/2、4S3/2→4I15/2跃迁和4H9/2→4I15/2的跃迁。不同氟源所得样品的红绿光强度有所不同,随着反应时间的增加,发光强度有所增强。

Na_3ZrF_7:Er/Yb纳米颗粒的合成及荧光性能研究

采用热分解法制备多种核壳结构的Na_3ZrF_7:Er/Yb纳米颗粒,并对制备的上转换纳米颗粒的形貌、晶相以及发光特性进行研究。在980 nm激发光激发下,与单核的Na_3ZrF_7:Er^(3+)2%,Yb^(3+)20%纳米颗粒相比,核壳结构的Na_3ZrF_7:Er^(3+)2%,Yb^(3+)20%@Ca F2上转换纳米颗粒荧光强度提高了5倍。把Yb^(3+)/Nd^(3+)共掺的四方相Na YF4层包覆在Na_3ZrF_7:Er^(3+)2%,Yb^(3+)20%@Ca F2纳米颗粒上,我们实现了Na_3ZrF_7@Ca F2@Na YF4纳米颗粒在808 nm激发下较强的上转换红光发射,发射光的红绿比在10左右,并对其发光机制作出了解释。

利用核壳结构实现纳米颗粒的多色上转换发光

将多色荧光标记技术应用于生物信息检测可实现快速、实时、同步大规模检测目标生物分子的目的,利用上转换纳米粒子作为多色荧光探针可有效地避免生物组织自荧光对检测信号的影响。本文制备了具有核-壳结构的稀土氟化物纳米粒子,并通过在核与壳不同位置共掺杂不同浓度的敏化离子和发光离子来改变发光离子各发射峰之间的相对强度。利用不同颜色和强度的发射光谱实现了纳米粒子的多色上转换发光。利用透射电子显微镜成像、X射线衍射分析、发光光谱等测量手段对多色上转换发光纳米粒子进行了形貌、结构和上转换发光性质的表征。实验结果表明,具有核-壳结构的纳米粒子尺寸小于30 nm,呈球形。在980 nm红外光激发下,纳米粒子呈现从红色到蓝紫色的颜色可变的上转换发光。

用于包装防伪的稀土上转换发光材料

目的从增强稀土离子发光的角度考察上转换发光调控及性能,综述稀土发光材料在光学防伪领域的应用,以期为上转换材料与包装材料的功能化研究提供参考。方法检索近几年文献,介绍上转换发光纳米材料的发光机理、发光性能及调控、光学材料打印技术的研究进展。结果稀土掺杂的上转换发光纳米材料表现出优异的发光性能,但随着粒径减小,纳米颗粒出现发光效率、量子产量低的问题。利用纳米颗粒表面钝化、表面等离子体耦合、与有机配体结合和外场调节等手段,可以使发光材料的发光效能显著增强。利用喷墨打印、丝网印刷、纳米压印光刻和气溶胶喷印等技术,可以使稀土掺杂的上转换发光纳米材料被打印成多样的防伪图案,在光学防伪、信息存储与标记等领域具有重大应用潜力,有望成为新型功能包装材料。结论在光学材料合成技术、光学调控和打印技术的共同推动下,稀土掺杂上转换发光纳米材料因其特殊的光学特性,有望为功能化包装防伪技术作出贡献。

NaScF_(4)∶Yb^(3+)/Er^(3+)纳米颗粒荧光温敏特性

利用共沉淀法制备了六角相NaScF_(4)∶20%Yb^(3+)/2%Er^(3+)纳米颗粒,该纳米颗粒的尺寸约为35 nm且具有较好的分散性。在980 nm激发下,该纳米颗粒可以产生较强的上转换红光发射及较弱的上转换绿光发射,红绿比约为6。与此同时,在纳米颗粒中,Er^(3+)热耦合的绿光能级^(2)H_(11/2)与^(4)S_(3/2)具有较好的温度感测特性,利用其荧光强度比可实现较为准确的光学温度测量,最大相对灵敏度约为1.17%·K^(-1)。另外,在近红外区,非热耦合的Yb^(3+):^(2)F_(5/2)→^(2)F_(7/2)跃迁与Er^(3+):^(4)I_(13/2)→^(4)I_(15/2)跃迁的荧光强度比也表现出较好的光学测温性能,其相对灵敏度随着温度升高而逐渐增大,并在333 K时达到最大值0.73%·K^(-1)。以上结果表明,NaScF_(4)∶20%Yb^(3+)/2%Er^(3+)纳米颗粒是一种高效的上转换红光材料,且在可见区及近红外区均具有较好的光学测温表现。

水溶性稀土上转换纳米颗粒的合成与表征

以稀土离子、油酸、间氯过氧苯甲酸和mPEG等为原料合成了一种新型水溶性NaLaF4：12%Yb3＋,3%Er3＋（摩尔分数）稀土上转换纳米颗粒（mPEG-UCNPs）。利用核磁共振谱、红外光谱、原子力显微镜、透射电子显微镜、分子荧光光谱等手段对mPEG-UCNPs的结构进行了表征。结果表明：mPEG-UCNPs粒径较为均一,粒径均在15-25 nm之间;同时,mPEG-UCNPs在510-580 nm和635-700 nm有较好的上转换荧光性质。

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。