基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的三種熒光共振能量轉(zhuǎn)移型傳感器的構(gòu)建
發(fā)布時(shí)間：2021-11-06 15:16
稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料是一種將長波長近紅外激發(fā)光轉(zhuǎn)換為短波長可見光的一種新型熒光材料。其特性使得其在激光器件、太陽能電池、光熱治療、生物化學(xué)傳感等領(lǐng)域引發(fā)了科研工作者的廣泛關(guān)注。稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料在激光輻照下有更深的組織穿透能力、高化學(xué)穩(wěn)定性、低毒性以及優(yōu)良的信噪比,這使得該材料在生物熒光成像,熒光化學(xué)生物傳感器以及光動(dòng)力治療領(lǐng)域具備優(yōu)勢。本文依據(jù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,通過構(gòu)建熒光傳感器來實(shí)現(xiàn)對香豆素,三聚氰胺以及葡萄糖的含量傳感。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究內(nèi)容如下:（1）通過水熱法制備出六方相以及四方相的NaYF4:Yb;Er納米粒子。利用制備得到的NaYF4:Yb;Er納米粒子,構(gòu)建出一個(gè)基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移體系的香豆素?zé)晒鈧鞲衅�。在該體系中,應(yīng)用了主客體識(shí)別作用作為分子識(shí)別方式,將修飾了環(huán)糊精的NaYF4:Yb;Er納米粒子作為能量供體,羅丹明6G作為熒光受體,利用羅丹明6G和香豆素對環(huán)糊精的競爭結(jié)合實(shí)現(xiàn)香豆素的濃度檢測。（2）三聚氰胺作為一種對人體有害的物質(zhì),開發(fā)一種簡便的濃度檢測方法具有一定的意義。通過溶劑熱...
【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
UCNP-RGD的合成[33]
基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的三種熒光共振能量轉(zhuǎn)移型傳感器的構(gòu)建7化為羧基，這樣得到羧基功能化的、單分散水溶性的納米材料[32]。如圖1.3所示，Xiong[33]通過配體氧化法將疏水性的上轉(zhuǎn)換納米粒子轉(zhuǎn)換為親水性的。以基于RGD標(biāo)記的上轉(zhuǎn)換納米磷酸鹽作為發(fā)光標(biāo)簽，建立了一種高對比度的上轉(zhuǎn)換發(fā)光腫瘤靶向成像。Fig.1.3.SynthesisofUCNP-RGD[33]圖1.3UCNP-RGD的合成[33]（3）表面硅烷化Fig.1.4.SynthesisoflanthanidedopedsiliconoxidecoatingPVP/NaYF4nanocrystalline[34]圖1.4鑭系摻雜氧化硅涂層PVP/NaYF4納米晶的合成[34]不同于其他通過非共價(jià)靜電作用以達(dá)到表面修飾的方法，Veggel[32]采取的表面硅烷化就是通過在納米顆粒表面包裹一層親水的硅化物，從而獲得生物相容性好的親水性
基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的三種熒光共振能量轉(zhuǎn)移型傳感器的構(gòu)建11中的能量供體，在生物醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療上發(fā)揮作用。Zhang[51]報(bào)道了一種新型光敏材料，它是一種基于光子轉(zhuǎn)化納米顆粒的光敏材料，如圖1.8所示。這些光敏劑在紅外線照射下易受刺激，其組織穿透深度是傳統(tǒng)光敏劑組織穿透深度的幾倍。并且表現(xiàn)出良好的特異性和通用性，有成為下一代光動(dòng)力治療藥物的可能性。Fig.1.8.DesignprinciplediagramofthemultifunctionalphotosensitizerbasedonPUNPs[51]圖1.8基于PUNPs的多功能光敏劑的設(shè)計(jì)原理圖[51]1.2.3光熱治療光熱治療是通過光熱劑在近紅外光的照射下，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，殺死癌細(xì)胞的一種治療癌癥的手段。該方法需要光熱劑具有較高的光熱轉(zhuǎn)化效率。稀土離子可以通過近紅外的照射下，發(fā)出可見光，但是它的消光系數(shù)低，所以光熱轉(zhuǎn)化效率低。當(dāng)Au、CuS等高消光系數(shù)等電位納米粒子和上轉(zhuǎn)換納米粒子耦合后，光熱轉(zhuǎn)化效率大大提高，從而可以應(yīng)用于光熱治療。如圖1.9所示，Dong[52]報(bào)道了納米顆粒通過Ag的包裹降低毒性，對肝臟癌癥細(xì)胞HepG2和乳腺癌癥細(xì)胞BCap-37采用光熱治療。注射了納米粒子后，使用980nm的近紅外光進(jìn)行輻照進(jìn)行光熱治療。癌癥細(xì)胞的死亡率接近95%，并且功率密度低于1.5W/cm3，這一結(jié)果遠(yuǎn)低于金納米材料，有望成為一種效果良好的腫瘤消融藥物。Fig.1.9.NaYF4:Yb3+;SchematicdiagramofEr3+@AgNPspreparationprocess圖1.9NaYF4:Yb3+;Er3+@AgNPs的制備過程示意圖[52]
本文編號(hào)：3480063
【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
UCNP-RGD的合成[33]
基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的三種熒光共振能量轉(zhuǎn)移型傳感器的構(gòu)建7化為羧基，這樣得到羧基功能化的、單分散水溶性的納米材料[32]。如圖1.3所示，Xiong[33]通過配體氧化法將疏水性的上轉(zhuǎn)換納米粒子轉(zhuǎn)換為親水性的。以基于RGD標(biāo)記的上轉(zhuǎn)換納米磷酸鹽作為發(fā)光標(biāo)簽，建立了一種高對比度的上轉(zhuǎn)換發(fā)光腫瘤靶向成像。Fig.1.3.SynthesisofUCNP-RGD[33]圖1.3UCNP-RGD的合成[33]（3）表面硅烷化Fig.1.4.SynthesisoflanthanidedopedsiliconoxidecoatingPVP/NaYF4nanocrystalline[34]圖1.4鑭系摻雜氧化硅涂層PVP/NaYF4納米晶的合成[34]不同于其他通過非共價(jià)靜電作用以達(dá)到表面修飾的方法，Veggel[32]采取的表面硅烷化就是通過在納米顆粒表面包裹一層親水的硅化物，從而獲得生物相容性好的親水性
基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的三種熒光共振能量轉(zhuǎn)移型傳感器的構(gòu)建11中的能量供體，在生物醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療上發(fā)揮作用。Zhang[51]報(bào)道了一種新型光敏材料，它是一種基于光子轉(zhuǎn)化納米顆粒的光敏材料，如圖1.8所示。這些光敏劑在紅外線照射下易受刺激，其組織穿透深度是傳統(tǒng)光敏劑組織穿透深度的幾倍。并且表現(xiàn)出良好的特異性和通用性，有成為下一代光動(dòng)力治療藥物的可能性。Fig.1.8.DesignprinciplediagramofthemultifunctionalphotosensitizerbasedonPUNPs[51]圖1.8基于PUNPs的多功能光敏劑的設(shè)計(jì)原理圖[51]1.2.3光熱治療光熱治療是通過光熱劑在近紅外光的照射下，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，殺死癌細(xì)胞的一種治療癌癥的手段。該方法需要光熱劑具有較高的光熱轉(zhuǎn)化效率。稀土離子可以通過近紅外的照射下，發(fā)出可見光，但是它的消光系數(shù)低，所以光熱轉(zhuǎn)化效率低。當(dāng)Au、CuS等高消光系數(shù)等電位納米粒子和上轉(zhuǎn)換納米粒子耦合后，光熱轉(zhuǎn)化效率大大提高，從而可以應(yīng)用于光熱治療。如圖1.9所示，Dong[52]報(bào)道了納米顆粒通過Ag的包裹降低毒性，對肝臟癌癥細(xì)胞HepG2和乳腺癌癥細(xì)胞BCap-37采用光熱治療。注射了納米粒子后，使用980nm的近紅外光進(jìn)行輻照進(jìn)行光熱治療。癌癥細(xì)胞的死亡率接近95%，并且功率密度低于1.5W/cm3，這一結(jié)果遠(yuǎn)低于金納米材料，有望成為一種效果良好的腫瘤消融藥物。Fig.1.9.NaYF4:Yb3+;SchematicdiagramofEr3+@AgNPspreparationprocess圖1.9NaYF4:Yb3+;Er3+@AgNPs的制備過程示意圖[52]
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