稀土氟化物上转换荧光增强及应用

稀土氟化物上转换纳米材料具有化学稳定性高、反斯托克位移大、无光漂白、荧光寿命长、发光谱带窄和穿透深度深等优点,在荧光成像和光热疗、传感器、太阳能电池及防伪技术等领域具有广泛的应用前景,是一种极具发展潜力的荧光材料。然而该类材料在实际应用时还存在有荧光效率低、吸收截面小等亟待解决的瓶颈问题。针对以上问题,本文系统阐述了离子共掺杂、核壳结构、表面等离子耦合、光子晶体、宽频敏化和热效应等增强稀土氟化物上转换荧光的方法及其近年的研究进展。并在此基础上,总结了近年来荧光增强稀土氟化物上转换纳米材料在生物成像和光热疗、生物传感、太阳能电池及防伪技术等领域的应用研究现状。最后,分析了稀土氟化物UCNPs目前仍存在的不足,并对将来的发展方向进行了展望。     

核酸适配体功能化的稀土上转换纳米材料在生物检测中的应用

稀土上转换纳米材料可以吸收近红外光并发射出可见光或紫外光,在生物传感领域得到了广泛研究。核酸适配体能高特异性和高亲和性地与靶标物结合,被广泛应用于生物传感、疾病诊断等领域。将稀土上转换纳米材料与核酸适配体结合构建的检测体系,可实现对目标物灵敏、高选择性的检测。本文介绍了近几年核酸适配体功能化的稀土上转换纳米材料在生物小分子、蛋白质、核酸、病原微生物、细胞等方面的应用,并展望了其在分析检测领域的发展前景。     

稀土氟化物微纳米材料制备方法的研究进展

稀土氟化物纳米材料由于其特殊的光、电、磁性质,在光学器件、显示、生物标记、光学晶体等领域有着广泛的应用,已成为材料科学领域的研究热点之一。目前研究者已用沉淀法、微乳液法、水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微波法、超声波法、前驱体热解法、静电纺丝法等成功地制备出了纳米颗粒、纳米线、纳米膜、多面体纳米晶、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等稀土氟化物纳米材料。本文总结了上述几种制备方法的研究进展,讨论了其优缺点,并结合课题组在稀土氟化物纳米材料制备方面的工作,对纳米稀土氟化物制备方法的发展方向做了展望。     

稀土氟化物纳米材料的应用研究进展

氟化物纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,在光学器件、生物标记等领域具有广泛的应用,已成为材料科学领域研究的热点之一,尤其是稀土金属氟化物。合成氟化物纳米材料的方法多种多样,已成功制备出了球形纳米颗粒、纳米线、纳米花、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等。本文主要列举了几种常见的稀土氟化物,重点对其合成以及应用进行了综述,并结合其特点,进行了展望。     

稀土上转换发光纳米材料的应用

稀土上转换发光纳米材料(简称UCNPs)不仅光稳定性强、发射带窄、荧光寿命长、化学稳定性高、潜在生物毒性低,而且采用近红外连续激发光源激发还使其具有较大的光穿透深度、无光闪烁和光漂白、无生物组织自发荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,已经成为当前很多领域乃至交叉科学的应用研究热点。由于氟化物基质的UCNPs具有较高的发光效率,本文首先归纳总结了近年来氟化物UCNPs的主要合成及表面改性方法,然后重点综述了近年来UCNPs在免疫分析及生物传感、生物成像、载药、光动力理疗及热致理疗、光导开关和信息存储以及太阳能电池等方面的研究与应用进展。     

外光驱动的纳米材料和器件的研究进展

近红外光由于具有良好的生物组织穿透性且对组织几乎无损伤等优点, 在生物医学领域展现了光明的应用前景。进入生物体内的近红外光要发挥诊疗作用, 其前提是需要可吸收/转换近红外光的纳米材料或器件。本文综述了近红外光驱动的纳米材料和器件的研究进展, 主要包括稀土上转换发光纳米材料、980 nm激光驱动的发电机以及光热转换纳米材料, 重点介绍了它们的生物应用进展;最后指出了目前存在的问题和发展方向。     

近红外光驱动的纳米材料和器件的研究进展

近红外光由于具有良好的生物组织穿透性且对组织几乎无损伤等优点,在生物医学领域展现了光明的应用前景。进入生物体内的近红外光要发挥诊疗作用,其前提是需要可吸收/转换近红外光的纳米材料或器件。本文综述了近红外光驱动的纳米材料和器件的研究进展,主要包括稀土上转换发光纳米材料、980 nm激光驱动的发电机以及光热转换纳米材料,重点介绍了它们的生物应用进展;最后指出了目前存在的问题和发展方向。     

稀土氟氧化物的多形性与上转换发光研究进展

稀土上转换发光材料具有低荧光背底,窄发射带宽,涵盖紫外、可见和近红外波段的发射波长等特点;在固体激光器、温度传感、光催化、生物标记等领域展现出广阔的应用前景。寻找优秀的基质材料是稀土上转换材料研究的重要方向。稀土氟氧化物兼具低声子能量和高稳定性的优点,结构的多形性为上转换发光性能带来丰富的变化,为研究晶体结构与发光性质之间的关系提供了素材。此外,日益发展的纳米材料制备技术使得稀土氟氧化物在尺寸、形貌、表面修饰和复合结构等方面获得不断改进,直接推动了稀土氟氧化物的应用研究。对稀土氟氧化物作为上转换基质材料的研究进展进行总结,并从晶体结构、材料制备和上转换发光性质的应用研究角度进行综述和展望,希望能为更进一步的研究提供有益参考。     

上转换纳米材料：机制、合成和生物应用

上转换纳米粒子具有独特的反斯托克斯发光特性,可以将长波长的光转化为短波长的光。由于其出色的光物理特性,如较大的斯托克斯位移、较低的自发荧光背景、长时间稳定的发光、抗光漂白以及较高的生物穿透深度等,上转换纳米材料被广泛应用于生物成像、药物治疗、生物检测等领域。本文首先介绍了上转换纳米材料的发光机制和合成方法,然后总结了上转换纳米材料在生物成像、药物治疗、生物检测领域的最新应用,并介绍了课题组近年来在这些领域取得的进展。最后,展望了上转换纳米材料在生物医学领域的应用和发展趋势。     

利用稀土功能材料调控细胞行为的新进展

稀土掺杂的上转换纳米材料(UCNPs)因其优异的光学性质而备受关注。在组织穿透能力强的近红外(NIR)光激发下,上转换纳米材料能够发射高能量的可见光。长久以来,其应用均集中在检测、成像及光动力学治疗方面。近年来利用上转换纳米材料对于细胞行为进行调控的研究得到了越来越广泛的关注。采用上转换纳米材料调控细胞的行为可以克服传统可见光调控难以治疗深层组织的缺点。主要从上转换纳米材料调控细胞黏附、分化及活性三方面介绍其在调控细胞行为领域的最新研究进展。