船舶壓載水中常含有大量生物體,因此載有壓載水航行的船舶常帶有威脅區(qū)域海洋生態(tài)平衡的可能性。國際海事組織規(guī)定了壓載水的處理辦法,但是經(jīng)過處理的壓載水是否完全達(dá)到安全排放的標(biāo)準(zhǔn),還需要經(jīng)過進(jìn)一步的驗(yàn)證。熒光顯微鏡是一種高效便捷且相當(dāng)可靠的生物檢測手段。本課題旨在結(jié)合先進(jìn)的成像平臺(tái)與納米技術(shù),為壓載水檢測設(shè)計(jì)研制新型生物成像探針。稀土摻雜上轉(zhuǎn)換納米粒子由于具有能夠?qū)⒔t外激發(fā)光轉(zhuǎn)化為較短波長的可見光的特殊性能,近年來吸引了合成化學(xué)家、物理學(xué)家、生物學(xué)家以及臨床醫(yī)學(xué)家的廣泛關(guān)注。經(jīng)過近十年的研究,科學(xué)家們?cè)谏限D(zhuǎn)換納米粒子的合成與應(yīng)用方面取得了很多偉大的突破。然而,目前絕大多數(shù)針對(duì)上轉(zhuǎn)換或其他發(fā)光材料的研究仍然局限于以其聚集體形式進(jìn)行研究,而對(duì)聚集體發(fā)光性質(zhì)的研究不可避免地受到樣品濃度、能量傳遞以及電、磁等其他相互作用的干擾,因此無法實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)熒光探針特異性的表達(dá),同時(shí)限制了熒光探針在生物成像領(lǐng)域中的應(yīng)用。本論文開創(chuàng)性地利用單顆粒成像的方法對(duì)上轉(zhuǎn)換納米粒子進(jìn)行研究,通過所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象設(shè)計(jì)出了更適用于生物成像用的上轉(zhuǎn)換強(qiáng)度高、所需激發(fā)密度小的高濃度活性稀土離子摻雜的新型上轉(zhuǎn)換納米粒子。本論文的...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 光的簡述及其應(yīng)用
    1.2 光學(xué)成像技術(shù)概述
        1.2.1 光學(xué)顯微鏡的發(fā)展
        1.2.2 分辨率的突破
    1.3 多光子成像技術(shù)
        1.3.1 多光子發(fā)光的機(jī)理
        1.3.2 多光子成像技術(shù)的優(yōu)勢
        1.3.3 多光子探針
    1.4 上轉(zhuǎn)換納米粒子的設(shè)計(jì)和制備
        1.4.1 上轉(zhuǎn)換納米粒子的設(shè)計(jì)原則
        1.4.2 上轉(zhuǎn)換納米粒子的合成方法
    1.5 本課題的設(shè)計(jì)思路
2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)用試劑
    2.2 合成實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 主要表征儀器及方法
        2.3.1 X射線衍射表征
        2.3.2 動(dòng)力光散射表征
        2.3.3 電子顯微鏡表征
        2.3.4 激光掃描共聚焦顯微鏡表征
3 含有高濃度大半徑稀土離子的上轉(zhuǎn)換納米粒子的合成
    3.1 合成直徑8nm的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺納米粒子核
        3.1.1 超小尺寸純六方相上轉(zhuǎn)換納米粒子的制備方法
        3.1.2 樣品晶體結(jié)構(gòu)表征
        3.1.3 稀土離子摻雜對(duì)樣品尺寸及晶體結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.4 其他反應(yīng)條件對(duì)樣品尺寸及晶體結(jié)構(gòu)的影響
    3.2 核殼結(jié)構(gòu)NaYF₄納米粒子的設(shè)計(jì)與合成
        3.2.1 對(duì)納米粒子進(jìn)行逐單晶格層包覆的相關(guān)計(jì)算
        3.2.2 殼層包覆方法
        3.2.3 核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的表征
    3.3 本章小結(jié)
4 單顆粒成像平臺(tái)的搭建及在上轉(zhuǎn)換納米粒子研究中的應(yīng)用
    4.1 單顆粒成像平臺(tái)的搭建
        4.1.1 單顆粒成像平臺(tái)的基本構(gòu)造
        4.1.2 熒光衰減測試平臺(tái)的搭建
        4.1.3 測試平臺(tái)中色差問題的研究
    4.2 上轉(zhuǎn)換納米粒子單顆粒成像的判據(jù)
        4.2.1 利用SEM匹配實(shí)驗(yàn)判定單顆粒
        4.2.2 利用發(fā)射強(qiáng)度直方圖判定單顆粒
    4.3 本章小結(jié)
5 含有高濃度上轉(zhuǎn)換活性稀土離子的納米粒子發(fā)光性質(zhì)分析
    5.1 核殼結(jié)構(gòu)對(duì)上轉(zhuǎn)換納米粒子發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)作用的研究
        5.1.1 上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜
        5.1.2 殼層包覆對(duì)不同Er³⁺含量納米粒子上轉(zhuǎn)換發(fā)射的增強(qiáng)作用
        5.1.3 不同殼層厚度對(duì)高含量納米粒子上轉(zhuǎn)換發(fā)射的增強(qiáng)作用
        5.1.4 不同稀土離子組分納米粒子的上轉(zhuǎn)換強(qiáng)度對(duì)激發(fā)密度依賴關(guān)系
    5.2 單顆粒上轉(zhuǎn)換納米粒子在低激發(fā)密度下成像
        5.2.1 含有不同稀土離子組分納米粒子的激發(fā)閾
        5.2.2 上轉(zhuǎn)換納米粒子成像研究
    5.3 高活性稀土離子濃度優(yōu)化上轉(zhuǎn)換的機(jī)理討論
        5.3.1 高活性稀土離子濃度對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)射增強(qiáng)作用的機(jī)理
        5.3.2 Er³⁺在增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換納米粒子吸收中的新作用
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3771632