稀土掺杂正交发光纳米晶:从基础到前沿应用

镧系离子掺杂的上转换发光纳米材料具有独特的非线性反斯托克斯发光,在生命科学、光子传输、可编程控制和信息编码解码等领域有着广阔的应用。稀土掺杂的正交发光纳米晶是近年来在发光领域上的一大研究方向,是基于上转换发光机理,在合理的核壳结构设计中实现单一纳米粒子上的正交发光多功能性集成、拓宽光谱的可选择性范围和时空可调性,进而进一步推动其在相关领域应用的发展。本文综述了近10年来在合成稀土掺杂正交发光纳米晶的设计优化方面上所取得的进展,系统地探讨了基于核壳结构构建的稀土离子能量传递实现正交发光的调控过程,总结了其在信息安全防伪和生物成像与治疗前沿领域上的应用,并讨论了当前正交发光所面临的挑战以及未来的展望。

通过改变原子电负性调控异硫氰酸苯并恶唑荧光染料的激发态分子内质子转移过程和光物理性质

激发态分子内质子转移因其独特的光学性质而受到研究人员的青睐.然而,关于改变原子电负性对激发态分子内质子转移过程和光物理性质影响的系统研究相对较少.本文通过理论方法选择了一系列苯并噁唑异硫氰酸酯荧光染料(2-HOB、2-HSB和2-HSeB),并通过改变氧族原子的电负性,系统地研究了激发态分子内质子转移过程和光物理性质.计算的键角、键长、能隙和红外光谱分析表明,3个分子的分子内氢键强度依次为2-HOB<2-HSB<2-HSeB.相应地,势能曲线的能垒大小为2-HOB>2-HSB>2-HSeB.此外,计算的电子光谱表明,随着原子电负性的降低,发射光谱发生红移.本工作将为基于激发态分子内质子转移性质的新型染料的合成和应用提供一定的理论指导.

一种新型近红外荧光探针用于Aβ40聚集体的检测

淀粉样蛋白(Aβ)形成的老年斑块是阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)最重要的病理性标志物之一,在AD的发病中起到了非常重要的作用。在AD的发病前期,Aβ40聚集体是最为主要且大量存在的蛋白形式。因此,对Aβ40聚集体的检测有利于实现对AD的早期诊断。本工作设计合成了一种具有D-π-A结构的小分子近红外荧光探针C-1用于Aβ40聚集体的荧光检测。探针C-1具有良好的荧光发射波长(λ_(cm)=640 nm),对Aβ40聚集体表现出了较好的结合能力(K_(d)=3.072μmol/L),能够实现在溶液中对Aβ40聚集体的特异性检测。除此之外,该探针合成简单,成本低廉,灵敏度较高,响应速度极快。

基于四波混频技术的台式飞秒真空紫外激光光源研究进展

在过去的二十多年里,台式飞秒真空紫外(VUV)激光光源技术经历了快速发展,与泵浦-探测技术相结合,在超快光化学领域的应用越来越得到重视。本文介绍了目前搭建台式飞秒VUV激光光源最常用的四波混频方法,并对空芯光纤中和光丝中的四波混频的发展做了较为详细的介绍和梳理。

飞秒泵浦-探测激光场中NaI解离和电离的场依赖

利用含时波包方法计算了NaI的基态、激发态和NaI+离子基态的态布居数,全面研究且定量分析了泵浦和探测激光参数对非绝热NaI分子激发、解离和电离几率的影响。结果表明:泵浦激光是分子激发和解离的唯一影响因素,而电离则受泵浦激光和探测激光的共同影响。解离和电离过程相互竞争和共存。弱场强、短波长、窄脉宽和长延时的激光场有利于解离,反之则有利于电离。通过调整激光脉冲的形式,可以控制激发、解离和电离选择。研究结果对分子光谱学具有重要价值,也有助于在实验上实现光学分子控制。

稀土上转换多功能复合材料的构建及生物应用进展

镧系离子(Ln^(3+))掺杂的稀土上转换纳米材料在低能近红外光激发下可发射高能量的紫外、可见甚至近红外光,由于其独特的光学和化学性质,包括自荧光弱、对生物体光损伤小及组织穿透深度高等,稀土上转换纳米材料在生物医学领域的应用备受关注.在该综述中,主要介绍了本课题组在稀土上转换纳米发光材料的自组装、复合材料的构建及在肿瘤诊疗领域的相关工作,重点强调设计、合成多种刺激-响应型的多功能纳米诊疗平台,利用肿瘤微环境的特点(乏氧、偏酸性、富含H_(2)O_(2)和谷胱甘肽)和近红外光的独特优势,实现纳米材料在肿瘤部位的靶向蓄积、药物的选择性控制释放和协同肿瘤治疗(化疗、光动力治疗、光热治疗及免疫治疗等).