稀土上转换发光纳米材料的制备及生物医学应用研究进展

荧光探针技术已经被广泛应用于生物成像、生物标记、生物检测、免疫分析等生物医学领域。传统荧光标记材料,如有机荧光染料、荧光蛋白和半导体量子点,目前面临诸多应用局限,如发光强度不稳定、检测灵敏度低、生物毒性高、自荧光强等。有鉴于此,人们开发了La系金属离子掺杂的稀土上转换发光纳米材料作为新型生物标记材料,该材料受近红外光激发后发出近红外或可见光范围内的高能量光子。这种带有特殊光学性质及良好生物相容性的荧光标记材料克服了传统荧光标记材料的缺点,从而成为材料科学与生物医学交叉领域的研究热点。综述了稀土纳米材料上转换功能的特殊物理机制及其制备和表面修饰方法的研究进展。在此基础上介绍了稀土上转换纳米材料在生物成像、检测、载药、即时诊断器件开发等生物医学工程中的应用。     

芘荧光材料的研究进展

目的研究芘及其衍生物在荧光探针以及有机电致发光方面的应用进展。方法简述芘荧光材料的来源及结构特点,分析荧光材料的特点,综述芘及其衍生物在荧光探针方面的应用研究进展,包括跟踪纳米复合水凝胶的形成过程,定量监测乳胶膜形成过程中聚合物的分散,研究燕麦β-葡聚糖溶液中的疏水微区,以及检测水溶液中的金属汞离子,综述芘及其衍生物在有机电致发光方面的应用研究进展,并展望其在水性防伪荧光油墨中的发展前景。结论芘荧光材料除了应用于荧光探针以及有机电致发光等方面,也可以作为功能性荧光颜料用来制成水性荧光油墨,从而应用于防伪包装中。     

生物荧光成像用分子与纳米探针

生物荧光成像近年来发展迅速,应用广泛。荧光探针是其中的核心技术之一。有机染料、半导体量子点和上转换稀土纳米粒子是适用于生物荧光成像的三类主要的化学荧光探针。简要评述了这三类荧光探针的发光机制、典型的设计发展策略、主要的合成制备方法、以及生物成像应用实例。各类探针都在不断地改进、完善自身,呈现出优势互补,共同发展的格局。     

稀土掺杂的荧光探针在生物标记领域中的研究进展

稀土掺杂的荧光探针作为一种新型荧光材料,由于其具有优良的化学稳定性、光稳定性以及低毒性,在生物标记领域引起了人们的广泛关注。综述和分析讨论了近年来有关稀土掺杂的荧光探针的传统制备技术、表面改性方法以及磁-光双功能的实现等,同时介绍了荧光探针在多色标记和多模式发光技术中的研究现状和发展趋势。     

稀土上转换荧光材料的多模态发光调控及包装防伪应用

单一荧光模态稀土上转换荧光纳米材料存在防伪应用效果不佳的问题,对其发光模态进行调控,可实现对信息的多维度隐藏,提高防伪信息的复制难度,提升防伪应用效果,从而满足多场景的商品包装防伪需求。综述了近年来通过基质调节、核壳组装与复合异质荧光材料,实现稀土上转换荧光材料的多模态发光调控及防伪应用的研究进展,总结了推进该技术实际应用面临的挑战,提出了未来可能的发展方向。     

荧光材料在爆炸物检测中的应用研究

近年来,全球恐怖事件呈现日益频发的趋势,各个国家与国际组织对安全的要求越来越高.使用各种技术检测爆炸物成为了当今安防领域研究的重点.其中,使用荧光猝灭材料检测爆炸物是一种既简单又快捷的方法.本文总结了国内外各类荧光传感器上所使用的荧光材料,并简要叙述了其在实际应用中的性能.     

用荧光原位杂交(FISH)技术鉴定赤潮甲藻的研究

探索了用荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization,FISH）技术检测赤潮藻的可行性。用FISH技术鉴定了2株已知的赤潮甲藻——东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和塔马亚历山大藻（Alexandrium tamarense）。荧光标记的DNA探针是东海原甲藻的核糖体转录单元内间隔区（ITS）序列。研究结果如下：（1）在荧光显微镜下观察与荧光探针杂交后的东海原甲藻细胞,在细胞顶端可见绿色的荧光,而作为对照的塔马亚历山大藻在与标记的探针杂交后没有产生绿色荧光,说明探针只与目标株东海原甲藻反应,不与对照组反应,表明根据ITS序列设计的探针是高度特异的;（2）材料固定后,经蓝光激发,均未产生细胞内源的叶绿素和甲藻素等色素荧光干扰杂交信号的现象,说明固定材料的方法正确。以上的结果表明,FISH技术在鉴定赤潮微藻方面具有其它技术无法比拟的优越性：准确、快速、简单,将其应用到现场定性、定量检测赤潮微藻方面将具有很大的潜力。     

荧光探针在食品智能包装中的应用

通过监测食品包装内一些理化指标(O_2、H_2S、CO_2、酸碱度、碳水化合物)判定食品的新鲜程度,是新时代下智能包装领域的一大研究热点及难点。荧光探针法因具有专一性强、灵敏度高、响应速度快、可控性强等特点,被广泛应用于识别某些理化指标,具备判断食品新鲜度的功能。首先对荧光探针的荧光机理进行简介,然后对近十多年来O_2荧光探针、H_2S荧光探针、碳水化合物荧光探针以及其他类型的荧光探针的研究现状进行了归纳总结,最后对荧光探针在食品智能包装中的应用前景进行了展望。     

基于荧光标记的液相芯片检测方法研究

讨论了基于荧光标记的液相芯片及其二维并行检测方法. 设计了待测试液的特殊流场. 利用脉冲激光激发微球探针上的荧光,配合高灵敏度的 CCD 检测荧光信息,计算机对各个 CCD 记录的荧光信息进行后期处理,获得液相芯片中微球探针上的全部信息. 对检测技术方案中探针流态和荧光信号的强度进行了分析,建立了荧光信号强度与检测系统中各参量间的表达式. 每个探测单元都对荧光信号的收集进行了验证实验. 这种检测方法具有快速、准确、灵敏度高的优点.     

色彩可调Yb, Er共掺杂NaYF4上转换荧光材料的 合成及包装防伪应用

采用阴离子表面活性剂柠檬酸三钠和阳离子表面活性剂氯代十六烷基吡啶共同调介下的水热法,合成Yb,Er共掺杂NaYF_4上转换荧光材料(NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+));研究敏化剂Yb~(3+)和激活剂Er~(3+)在NaYF_4中的掺杂原子百分数(掺杂量)对NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换材料荧光性能的影响;以合成的NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)为荧光填料,聚乙烯醇(PVA)为基材,通过流延法,制备了一系列不同荧光特性的复合薄膜。研究结果表明:随着Yb~(3+)含量的提高,NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换材料发光强度先增大后减小,当Yb~(3+)掺杂量为30%时,荧光强度达到最大;另外,随着Yb~(3+)掺杂量从10%提高到98%,绿色荧光与红色荧光强度的比值(绿红比)逐渐减小,上转换材料发光颜色由绿色变为黄色再变为橙色。随着Er~(3+)掺杂量的增加,荧光强度同样先增大后减小,当Er~(3+)掺杂量为1%时,荧光强度达到最大;且Er~(3+)掺杂量的增加同样会使绿红比降低。所制备的复合薄膜透明性好,且具有易调控、易识别、难察觉的上转换荧光特性,预期在包装防伪领域有很好的应用前景。     

Biofunctionalized upconverting CaF<Subscript>2</Subscript>:Yb,Tm nanoparticles for <Emphasis Type="Italic">Candida albicans</Emphasis> detection and imaging

Versatile optimization of the synthesis method and composition of Yb3+ and Tm3+ co-doped CaF2 nanoparticles as well as a novel biofunctionalization method were developed and evaluated.Through multistep synthesis,the luminescence intensity of the Tm3+ activator was enhanced by more than 10-fold compared to standard one-step synthesis.The proposed methods were used to homogenously distribute the doping ions within the nanoparticle's volume and thus reduce luminescence quenching.Optimization of dopant ions concentration led to the selection of the most efficient visible and near-infrared up-converting nanoparticles,which were CaF2 doped with 10％ Yb3+ 0.05％ Tm3+ and 20％ Yb3+ 0.5％ Tm3+,respectively.To illustrate the suitability of the synthesized nanoparticles as bio-labels,a dedicated biofunctionalization method was used,and the nanoparticles were applied for labeling and imaging of Candida albicans cells.This method shows great promise because of extremely low background and high specificity because of the presence of the attached molecules.     

提高掺Er硅发光效率的途径与前景

阐述了掺Ｅｒ硅发光的研究意义和现状,总结了掺Ｅｒ硅的材料性能、发光机理、提高发光效率的途径、制备方法,以及掺Ｅｒ硅ＬＥＤｓ器件的行为和未来展望。     

上转换发光材料的合成与应用

综述了目前国内外上转换发光材料的几种合成方法,包括传统的高温固相合成法、溶胶一凝胶法、水热合成法、共沉淀法等.总结了不同方法的优缺点,对上转换材料合成方法的发展进行了展望.并介绍了上转换技术的一些应用.     

氧化锌基纳米发光材料的研究进展

介绍了各类ZnO基纳米发光材料的发光机制、制备方法和发光特性的研究进展，并对其未来的研究方向进行了展望。     

Color-Tunable Polymeric Long-Persistent Luminescence Based on Polyphosphazenes

Organic long-persistent luminescence (OLPL) materials have attracted wide attention on account of their fascinating luminescence properties, presenting application prospects in the fields of bioimaging, information security, displays, anti-counterfeiting, and so on. Some effective strategies have been developed to promote the intersystem crossing (ISC) of the excited singlet state to triplet state and limit nonradiative transition, and thus OLPL materials with long lifetime (more than 1s) and high quantum yield have been explored. However, OLPL materials with dynamic and excitation-dependent characteristics are rarely reported. In this work, two novel polyphosphazene derivatives containing carbazolyl units are designed and synthesized successfully, and then they are doped into poly(vinyl alcohol) (PVA) films to achieve polymeric long-persistent luminescence (PLPL). Unexpectedly, excitation-dependent PLPL (ED-PLPL) is obtained under ambient conditions (in air at room temperature), and the persistent luminescence color can be changed from blue to green upon varying the excitation wavelength. At the same time, a dynamic cycle of ED-PLPL is realized based on the formation and destruction of hydrogen bonding interactions between the PVA chains and polyphosphazene phosphor. This work provides a new strategy for the design of color-tunable polymeric luminescent materials under ambient conditions.     

长余辉蓄光玻璃的制备及其性能研究

利用传统陶瓷制备方法合成了SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光粉体,该磷光体主发射波长位于520nm,余辉时间长达8h以上。并以硼硅酸盐低熔点玻璃为底材,掺杂该发光粉体,在一定温度下烧成,结果制得长余辉蓄光玻璃。研究还表明,烧成温度对该玻璃的发光性能影响较大,随着温度的升高,发光强度及余辉时间明显下降。     

上转换发光材料表面修饰羧基的制备与表征

利用表面接枝改性法,丁二酸酐作修饰剂,对上转换无机发光材料进行了表面羧基修饰.傅立叶红外吸收光谱证明了羧基的存在,电导率法定量地检测了羧基的含量,热分析表明修饰羧基后材料的热失重过程,扫描电镜显示了修饰后上转换无机发光材料颗粒有的直径有所增加.沉降试验表明修饰羧基后的上转换发光材料在水溶液中的分散稳定性得到了提高.     

光激励发光材料BaFCl：Eu中的发光中心

本文研究了光激励发光材料ＢａＦＣｌ：Ｅｕ中的发光中心。在不同的反应气氛下ＢａＦＣｌ：Ｅｕ具有不同的发光性质。利用光谱的方法、Ｘ射线光电子能谱的方法，研究了在不同条件下制备的ＢａＦＣｌ：Ｅｕ样品中，稀土离子Ｅｕ的性质。     

Persistent luminescence of Eu and Dy doped barium aluminate (BaAl2O4:Eu,Dy) materials

Polycrystalline Eu²⁺ and Dy³⁺ doped barium aluminate materials, BaAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺, were prepared with solid state reactions at temperatures between 700 and 1500 °C. The influence of the thermal treatments on the stability, homogeneity and structure as well as to the UV-excited and persistent luminescence of the materials was investigated by X-ray powder diffraction, SEM imaging and infrared spectroscopies as well as by steady state luminescence spectroscopy and persistent luminescence decay curves, respectively. The IR spectra of the materials prepared at 250, 700, and 1500 °C follow the formation of BaAl₂O₄ composition whereas the X-ray powder diffraction of compounds revealed how the hexagonal structure was obtained. The morphology of the materials at high temperatures indicated important aggregation due to sintering. The luminescence decay of the quite narrow Eu²⁺ band at ca. 500 nm shows the presence of persistent luminescence after UV irradiation. The dopant (Eu²⁺) and co-dopant (Dy³⁺) concentrations affect the crystallinity and luminescence properties of the materials.     

废玻璃再生利用制备长余辉蓄光釉面砖及其性能的研究

利用传统陶瓷制备方法合成了SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光粉体,该磷光体主发射波长位于520nm,余辉时间长达20h以上,将发光粉掺入适量的低熔点玻璃料,经780℃烧成30min合成了性能较好的低温发光釉料,以废玻璃,粘土为主要原料添加其它少量助剂,经过成型,预烧,将低发光釉料涂覆在其上,在一定温度下烧成,制得长余辉蓄光釉面砖。