用于光動(dòng)力治療的兩種典型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 17:26
近幾年來,稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料由于其具有穩(wěn)定性好,分辨率高等優(yōu)點(diǎn),以及其獨(dú)特的發(fā)光特點(diǎn),在防偽標(biāo)識(shí)、太陽能電池、溫度傳感器、3D顯示、固體激光器、生物成像等領(lǐng)域都有著巨大的應(yīng)用前景。尤其是在生物光動(dòng)力治療(PDT)領(lǐng)域,有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),比如化學(xué)穩(wěn)定性好、組織穿透能力強(qiáng)、背景干擾小、機(jī)體損傷小等。上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是PDT研究中的熱點(diǎn)材料,但就目前的研究現(xiàn)狀來看,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在PDT領(lǐng)域的研究尚處于初級(jí)階段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床要求,還有大量的工作需要完成。本論文以NaGd(MoO4)2:Tm3+,Yb3+和NaGdF4:Er3+,Yb3+@NaGdF4:Tm3+,Yb3+為研究對(duì)象,圍繞其發(fā)光性能,生成活性氧的性能以及PDT性能等方面開展工作,主要內(nèi)容如下:(1)通過溶膠凝膠法合成NaGd(MoO4)2:Tm3+<...
【文章來源】:蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ESA過程原理示意圖
蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文用于光動(dòng)力治療的兩種典型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能研究2圖1.1ESA過程原理示意圖(2)能量傳遞上轉(zhuǎn)換(ETU)。能量傳遞上轉(zhuǎn)換是指通過非輻射躍遷過程將兩個(gè)能量相近的激發(fā)態(tài)離子耦合,其中一個(gè)離子把能量轉(zhuǎn)移給另一個(gè)離子而自己通過非輻射躍遷回到低能級(jí),接受能量的離子則躍遷到更高的能級(jí)。能量傳遞上轉(zhuǎn)換可以發(fā)生在同種離子之間,也可以發(fā)生在不同的離子之間。能量傳遞上轉(zhuǎn)換具體可以分為以下三類[22-26]:(a)連續(xù)能量傳遞(SET)連續(xù)能量傳遞過程發(fā)生在兩個(gè)不同的離子之間,如圖1.2所示,吸收能量為e的光子后躍遷到激發(fā)態(tài)的施主離子Ion1和處于基態(tài)E1的受主離子Ion2之間滿足能量匹配的要求,發(fā)生相互作用,Ion1將能量傳遞給Ion2使其處于E1能級(jí)的離子躍遷到中間態(tài)能級(jí)E2,自身通過無輻射躍遷的方式回到基態(tài)。處于E2能級(jí)的Ion2還可以繼續(xù)吸收該能量躍遷到更高能級(jí)E3,此時(shí)處于高能級(jí)的Ion2發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài),實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.2SET過程原理示意圖(b)交叉弛豫(CR)交叉弛豫可發(fā)生在相同或不同離子之間,如圖1.3所示,處于E2能級(jí)的離
蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文用于光動(dòng)力治療的兩種典型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能研究3子將能量傳遞給處于E3能級(jí)的離子,E3能級(jí)上離子吸收能量躍遷到更高能級(jí)E4,而E2能級(jí)上的離子失去能量后則無輻射躍遷回基態(tài)能級(jí)E1,處于高能級(jí)的離子發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài)實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.3CR過程原理示意圖(c)合作上轉(zhuǎn)換(CU)合作上轉(zhuǎn)換可發(fā)生在多個(gè)同類型離子之間,如圖1.4所示,處于基態(tài)E1的兩個(gè)Ion1離子吸收能量為e的光子后躍遷到激發(fā)態(tài)E2能級(jí)上,兩個(gè)離子再同時(shí)將能量轉(zhuǎn)移到離子Ion3的高能級(jí)E3上,而Ion1則通過無輻射躍遷過程回到基態(tài)。處于Ion3高能級(jí)上的離子發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài)實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.4CU過程原理示意圖(3)光子雪崩(PA);诠庾友┍赖纳限D(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理是1979年Chivian等人[27]在研究Pr:LaCl3材料時(shí)首次發(fā)現(xiàn)的,由于它可以作為上轉(zhuǎn)換激光器的激發(fā)機(jī)制而受到人們的關(guān)注。光子雪崩過程是激發(fā)態(tài)吸收和能量傳遞相結(jié)合的過程,其能量傳遞發(fā)生在同種離子之間。如圖1.5所示,泵浦光能量對(duì)應(yīng)于離子的E2和E3能級(jí)之間的能級(jí)差,E2能級(jí)上的離子吸收能量后躍遷到更高能級(jí)E3上,E3能級(jí)與E1能級(jí)之間發(fā)生交叉弛豫,離子都積累到中間態(tài)E2能級(jí)上,使E2能級(jí)上的離子數(shù)像雪崩一樣增加,當(dāng)E2能級(jí)上的離子向基態(tài)發(fā)生輻射躍遷時(shí)發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光動(dòng)力療法的研究進(jìn)展[J]. 萬勃,鄧文婷. 廣東化工. 2019(07)
[2]二氫卟酚納米光敏劑對(duì)CAL-27細(xì)胞的光動(dòng)力殺傷效應(yīng)[J]. 李平平,周國(guó)瑜,沈玲悅,徐青,顧基中. 中國(guó)口腔頜面外科雜志. 2011(04)
博士論文
[1]Eu3+、Tm3+、Er3+和Yb3+共摻雜氟化物納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光及其動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 王麗麗.吉林大學(xué) 2009
[2]生物成像用新型發(fā)光探針的研究[D]. 余夢(mèng)曉.復(fù)旦大學(xué) 2009
碩士論文
[1]稀土離子摻雜GdVO4納米晶的合成及其發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 蘇朝輝.河南大學(xué) 2009
本文編號(hào):3602604
【文章來源】:蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ESA過程原理示意圖
蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文用于光動(dòng)力治療的兩種典型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能研究2圖1.1ESA過程原理示意圖(2)能量傳遞上轉(zhuǎn)換(ETU)。能量傳遞上轉(zhuǎn)換是指通過非輻射躍遷過程將兩個(gè)能量相近的激發(fā)態(tài)離子耦合,其中一個(gè)離子把能量轉(zhuǎn)移給另一個(gè)離子而自己通過非輻射躍遷回到低能級(jí),接受能量的離子則躍遷到更高的能級(jí)。能量傳遞上轉(zhuǎn)換可以發(fā)生在同種離子之間,也可以發(fā)生在不同的離子之間。能量傳遞上轉(zhuǎn)換具體可以分為以下三類[22-26]:(a)連續(xù)能量傳遞(SET)連續(xù)能量傳遞過程發(fā)生在兩個(gè)不同的離子之間,如圖1.2所示,吸收能量為e的光子后躍遷到激發(fā)態(tài)的施主離子Ion1和處于基態(tài)E1的受主離子Ion2之間滿足能量匹配的要求,發(fā)生相互作用,Ion1將能量傳遞給Ion2使其處于E1能級(jí)的離子躍遷到中間態(tài)能級(jí)E2,自身通過無輻射躍遷的方式回到基態(tài)。處于E2能級(jí)的Ion2還可以繼續(xù)吸收該能量躍遷到更高能級(jí)E3,此時(shí)處于高能級(jí)的Ion2發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài),實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.2SET過程原理示意圖(b)交叉弛豫(CR)交叉弛豫可發(fā)生在相同或不同離子之間,如圖1.3所示,處于E2能級(jí)的離
蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文用于光動(dòng)力治療的兩種典型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能研究3子將能量傳遞給處于E3能級(jí)的離子,E3能級(jí)上離子吸收能量躍遷到更高能級(jí)E4,而E2能級(jí)上的離子失去能量后則無輻射躍遷回基態(tài)能級(jí)E1,處于高能級(jí)的離子發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài)實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.3CR過程原理示意圖(c)合作上轉(zhuǎn)換(CU)合作上轉(zhuǎn)換可發(fā)生在多個(gè)同類型離子之間,如圖1.4所示,處于基態(tài)E1的兩個(gè)Ion1離子吸收能量為e的光子后躍遷到激發(fā)態(tài)E2能級(jí)上,兩個(gè)離子再同時(shí)將能量轉(zhuǎn)移到離子Ion3的高能級(jí)E3上,而Ion1則通過無輻射躍遷過程回到基態(tài)。處于Ion3高能級(jí)上的離子發(fā)生輻射躍遷回到基態(tài)實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。圖1.4CU過程原理示意圖(3)光子雪崩(PA);诠庾友┍赖纳限D(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理是1979年Chivian等人[27]在研究Pr:LaCl3材料時(shí)首次發(fā)現(xiàn)的,由于它可以作為上轉(zhuǎn)換激光器的激發(fā)機(jī)制而受到人們的關(guān)注。光子雪崩過程是激發(fā)態(tài)吸收和能量傳遞相結(jié)合的過程,其能量傳遞發(fā)生在同種離子之間。如圖1.5所示,泵浦光能量對(duì)應(yīng)于離子的E2和E3能級(jí)之間的能級(jí)差,E2能級(jí)上的離子吸收能量后躍遷到更高能級(jí)E3上,E3能級(jí)與E1能級(jí)之間發(fā)生交叉弛豫,離子都積累到中間態(tài)E2能級(jí)上,使E2能級(jí)上的離子數(shù)像雪崩一樣增加,當(dāng)E2能級(jí)上的離子向基態(tài)發(fā)生輻射躍遷時(shí)發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光動(dòng)力療法的研究進(jìn)展[J]. 萬勃,鄧文婷. 廣東化工. 2019(07)
[2]二氫卟酚納米光敏劑對(duì)CAL-27細(xì)胞的光動(dòng)力殺傷效應(yīng)[J]. 李平平,周國(guó)瑜,沈玲悅,徐青,顧基中. 中國(guó)口腔頜面外科雜志. 2011(04)
博士論文
[1]Eu3+、Tm3+、Er3+和Yb3+共摻雜氟化物納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光及其動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 王麗麗.吉林大學(xué) 2009
[2]生物成像用新型發(fā)光探針的研究[D]. 余夢(mèng)曉.復(fù)旦大學(xué) 2009
碩士論文
[1]稀土離子摻雜GdVO4納米晶的合成及其發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 蘇朝輝.河南大學(xué) 2009
本文編號(hào):3602604
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