Yb-Er摻雜的NaYF4納米粒子的制備,表面修飾及生物應(yīng)用.pdf

1、熒光技術(shù)在生物分子識(shí)別、免疫檢測(cè)、細(xì)胞成像、DNA測(cè)序、臨床診斷等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。發(fā)展新的性能優(yōu)良，生物相容性好的熒光探針是熒光技術(shù)發(fā)展的重要方面。傳統(tǒng)熒光標(biāo)記物大多由紫外光激發(fā)，而上轉(zhuǎn)換納米粒子可由紅外光激發(fā)并發(fā)出可見(jiàn)光區(qū)域的熒光。這一特點(diǎn)使得上轉(zhuǎn)換納米粒子在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有很大的優(yōu)越性。在紅外光的照射下，上轉(zhuǎn)換納米粒子可以發(fā)光，而生物分子或組織由于不具備上轉(zhuǎn)換發(fā)光能力而不發(fā)熒光，從而大大降低檢測(cè)背景，提高了生物檢測(cè)的靈敏度

2、。另外，上轉(zhuǎn)換是被紅外光激發(fā)，激發(fā)光能量低，對(duì)生物組織的穿透性強(qiáng)，不會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生損害。上轉(zhuǎn)換納米材料還具有光穩(wěn)定性好、斯托克斯位移大、發(fā)射峰窄、熒光壽命長(zhǎng)、毒性低等優(yōu)點(diǎn)，在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)上轉(zhuǎn)換納米粒子的制備及應(yīng)用方面的研究已有一些報(bào)道，總的來(lái)說(shuō)，目前所合成的上轉(zhuǎn)換納米粒子存在著尺寸不可控、熒光強(qiáng)度低、水溶性及生物相容性差等問(wèn)題。如何簡(jiǎn)便的合成出具有大小、形貌可控、熒光強(qiáng)度高且具有良好生物相容性的納米粒子，并應(yīng)用

3、于生物領(lǐng)域，仍是目前需要研究的問(wèn)題。
　　 本文以Yb3+和Er3+摻雜的NaYF4為研究對(duì)象，研究了高發(fā)光強(qiáng)度的稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子的制備方法及其發(fā)光特性。同時(shí)，研究了稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子表面功能化的方法，并基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理，對(duì)稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子的應(yīng)用作了初步的研究。
　　 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)分別采用EDTA和檸檬酸鈉作為螯合劑，水熱法合成了具有綠色上轉(zhuǎn)換熒光的NaYF4：Yb3+/Er

4、3+納米粒子。使用X射線衍射儀，透射電子顯微鏡和熒光光譜儀對(duì)納米粒子進(jìn)行了表征。研究了反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度，螯合劑類(lèi)型等對(duì)產(chǎn)物的晶型結(jié)構(gòu)和熒光性質(zhì)的影響。TEM照片顯示納米粒子分散度高，粒徑從50nm到1μm范圍內(nèi)可調(diào)；XRD圖譜顯示納米粒子結(jié)晶程度良好。在980 nm激發(fā)光的激發(fā)下，能夠發(fā)出肉眼可見(jiàn)的高強(qiáng)度的綠色上轉(zhuǎn)換熒光，最大發(fā)射波長(zhǎng)位于541 nm處，發(fā)射峰寬度約為50 nm。在其他反應(yīng)條件相同的情況下，與使用EDTA作為螯合劑合成

5、的納米粒子相比，使用檸檬酸鈉作為螯合劑合成的納米粒子更容易形成熒光強(qiáng)度高的六方相的NaYF4：Tb3+/Er3+納米粒子。另外，過(guò)量的F-，較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間和較高的反應(yīng)溫度均有利于立方相晶型的納米粒子向六方相的納米粒子轉(zhuǎn)變。
　　 (2)采用反向微乳液法對(duì)納米粒子進(jìn)行了表面硅烷化修飾，并用APTES實(shí)現(xiàn)了納米粒子的表面氨基化。TEM照片顯示納米粒子表面形成了一層均勻的二氧化硅殼，熒光光譜顯示修飾的二氧化硅對(duì)納米粒子的熒光性質(zhì)幾乎無(wú)