上轉(zhuǎn)換熒光納米探針的物性調(diào)制及其生物成像與檢測.pdf

1、上轉(zhuǎn)換納米材料（UCNPs）因具有多方面光學(xué)特性而得到廣泛的研究和應(yīng)用。目前，通過調(diào)節(jié)稀土離子摻雜成分和比例，修飾改善顆粒的基本物理化學(xué)性能，制備出高效多彩的納米顆粒。而且，由于長波長紅外光的高穿透性、無細(xì)胞組織損傷以及上轉(zhuǎn)換納米顆粒的高信噪比和良好的生物相溶性，因此在生物熒光標(biāo)記成像、生物檢測及藥物治療等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值，是目前國際上的研究熱點(diǎn)。本論文主要闡述了高效上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶的物理化學(xué)性能調(diào)控、動(dòng)植物細(xì)胞活體成像及應(yīng)用上轉(zhuǎn)

2、換發(fā)光納米晶進(jìn)行定量的化學(xué)試劑檢測和生物性能的定性檢測。得出了如下結(jié)論：
　　（1）實(shí)現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的多彩調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)Yb3+/Er3+/Tm3+的濃度比，能夠控制微米/納米顆粒的特征發(fā)射峰藍(lán)色、綠色和紅色強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了多彩發(fā)光。
　　（2）通過摻雜5％的Zn2+提高了發(fā)光強(qiáng)度。通過在NaLuF4:18%Yb3+/2%Er3+納米顆粒中摻雜5%的Zn2+，其發(fā)光強(qiáng)度相對于沒有Zn2+的納米顆粒得到大幅度提升。這是由于摻雜的Z

3、n2+離子使得Er3+離子的電子云對稱性降低，從而增強(qiáng)了電子的吸附能力，提高了上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率。
　?。?）證實(shí)了Er3+和Tm3+之間能量的可逆?zhèn)鬟f。在低功率激發(fā)下(5×102~9×102W/cm2)，上轉(zhuǎn)換納米顆粒中的Tm3+總是傳遞能量給鄰近的Er3+，從而導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度降低。然而，通過大幅度提高激發(fā)光源功率譜密度(4.1×104~4.9×104W/cm2)，Er3+將多余的能量逆向轉(zhuǎn)移給鄰近的Tm3+，提高了發(fā)光效率。實(shí)現(xiàn)了在

4、Er3+和Tm3+之間能量的可逆?zhèn)鬟f。而且在高功率密度激光激發(fā)下(4.1×104~4.9×104W/cm2)，高濃度Yb3+摻雜的NaYF4顆粒的濃度淬滅效應(yīng)被打破。無效的Yb3+被激發(fā)，提高了發(fā)光效率。
　　（4）完成了活體細(xì)胞的熒光成像。相比于基于透射光的光學(xué)成像，應(yīng)用上轉(zhuǎn)換納米探針對植物活體進(jìn)行熒光顯微成像克服了對細(xì)薄切片的依賴，能無損害無創(chuàng)傷進(jìn)行活體成像，有望在醫(yī)學(xué)上起到導(dǎo)航作用。
　?。?）上轉(zhuǎn)換熒光納米探針對熒光

5、素鈉（SF）定量檢測。基于能量共振轉(zhuǎn)移（LRET）基本原理，構(gòu)建了UCNPs@SF體系，計(jì)算了SF綠色發(fā)光帶與UCNPs的藍(lán)色發(fā)光帶的積分強(qiáng)度比值(IIRGB)，構(gòu)建了IIRGB與SF濃度的函數(shù)模型，求出IIRGB值后找到對應(yīng)的SF濃度，從而實(shí)現(xiàn)SF的定量檢測。在本文中，固定上轉(zhuǎn)換納米探針的濃度，在洋蔥細(xì)胞上的SF檢測最低極限為0.14ug/cm3。
　　（6）上轉(zhuǎn)換熒光納米探針對有機(jī)染料（熒光素鈉和羅丹明b）的生物刺激性定性評估