稀土摻雜的NaYF4核殼納米晶的溫度傳感功能研究.pdf

1、稀土氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料具有光化學(xué)穩(wěn)定性高、熒光壽命長(zhǎng)、發(fā)射峰窄、反斯托克斯位移大、在生物體內(nèi)的光滲透深度大及無自發(fā)熒光干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此，經(jīng)過一系列表面修飾的稀土氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料在生物成像及傳感領(lǐng)域被廣泛地研究，特別是小尺寸的超細(xì)納米晶。稀土納米材料在生物標(biāo)記、生物成像等領(lǐng)域已經(jīng)取得豐富的研究成果，然而其在細(xì)胞溫度傳感方面仍有較大的研究潛力和應(yīng)用價(jià)值，本文將對(duì)稀土摻雜的NaYF4上轉(zhuǎn)換材料基于強(qiáng)度比的溫度傳感功能在細(xì)胞中的應(yīng)

2、用展開討論。
　　六方相結(jié)構(gòu)的NaYF4由于具有相對(duì)較低的聲子能量以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是目前已知的最好的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料之一，六方相的NaYF4∶Yb3+，Er3+被認(rèn)為是上轉(zhuǎn)換效率最高的上轉(zhuǎn)換稀土材料，因此，本研究將NaYF4∶Yb3+，Er3+作為發(fā)光中心。為了提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，核殼結(jié)構(gòu)被引入。Nd3+在這個(gè)設(shè)計(jì)里扮演重要的角色，引入了808nm激光作為激發(fā)源，避免了細(xì)胞的過熱效應(yīng)。為了避免Er3+和Nd3+在一起產(chǎn)生的

3、熒光猝滅，分別讓Er3+和Nd3+分布于核和殼中，在空間上避免了兩者接觸產(chǎn)生猝滅，并且在核和殼里都引入了Yb3+，作為Er3+和Nd3+之間能量傳遞的媒介。Er3+的2H11/2和4S3/2相鄰兩個(gè)能級(jí)之間的距離很小，大約幾百個(gè)波數(shù)，在2H11/2和4S3/2兩個(gè)能級(jí)之間存在熱平衡，發(fā)光峰的強(qiáng)度隨著溫度變化。因此，利用Er3+的這個(gè)特性，Er3+摻雜的稀土上轉(zhuǎn)換材料可以用于溫度傳感。
　　本文利用熱分解法合成出核殼稀土上轉(zhuǎn)換納米晶

4、，并對(duì)其隨溫度變化的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞體內(nèi)的溫度傳感。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1、利用熱分解法成功合成了NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4∶Yb3+,Nd3+核殼納米晶，并使用EDX、XRD、TEM等表征方法證明了合成出來的NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4∶Yb3+,Nd3+核殼納米晶符合要求。
　　2、不同溫度下，用808nm連續(xù)激光激發(fā)NaYF4∶Yb3+，Er3+@N

5、aYF4∶Yb3+,Nd3+核殼納米晶得到變溫?zé)晒夤庾V，Ln(I525/I545)與1/T呈線性關(guān)系。利用DMSA對(duì)核殼納米晶表面親水修飾后，NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4∶Yb3+,Nd3+@DMSA表現(xiàn)出對(duì)細(xì)胞低毒。
　　3、NaYF4∶Yb3+，Er3+@NaYF4∶Yb3+,Nd3+@DMSA核殼材料標(biāo)記的NIH-3T3細(xì)胞，在處于285K-330K時(shí)，被808nm的連續(xù)激光激發(fā)，記錄熒光光譜，Ln(I525/