【摘 要】
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近红外Ⅱ区(1000-1700nm)荧光探针作为一种新兴技术引起了人们的广泛关注。与经典的可见区(400-700nm)与近红外I区(700-900nm)荧光探针相比,它提供了较高的信噪比及穿透深度,
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近红外Ⅱ区(1000-1700nm)荧光探针作为一种新兴技术引起了人们的广泛关注。与经典的可见区(400-700nm)与近红外I区(700-900nm)荧光探针相比,它提供了较高的信噪比及穿透深度,在疾病检测及治疗方面有巨大的潜力。在目前被广泛研究的近红外Ⅱ区发光材料中,稀土掺杂纳米晶具有光稳定性好、生物毒性低、发射带窄、光漂白率低和荧光寿命长等优点,是作为近红外Ⅱ区荧光探针的最佳选择之一。基于稀土掺杂纳米晶的众多优点,本文根据奥斯特瓦尔德成熟原理,控制合成了在近红外Ⅱ区有较强发光NaErF4@NaYF4“非掺杂”纳米晶。采用两种表面修饰方法制备了水溶性纳米晶,提高其生物相容性,通过细胞实验验证其生物相容性与光学稳定性。主要工作内容如下:(1)稀土掺杂纳米晶的控制合成。利用热分解法成功制备出小尺寸、单分散、粒径均一、结晶性良好的六角相核-壳结构稀土掺杂纳米晶。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射粒度仪(DLS)等测试手段对其进行晶相、形貌和尺寸的表征。(2)稀土掺杂纳米晶荧光特性的研究。通过对NaErF4:x%Ce3+@NaYF4(x=0、0.1、0.5、1、2、3、4、5、7、10)纳米晶荧光特性的测量与分析,得出在808nm激发下,一定量的Ce3+掺杂,可以显著提高纳米晶在近红外Ⅱ区的荧光强度。根据纳米晶的荧光强度随激发光功率密度的变化关系与纳米晶的荧光特性,分析其发光机制与能量传递关系。(3)稀土掺杂纳米晶表面修饰的研究。采用二氧化硅包覆和脂类聚合物包覆两种方法提高纳米晶的水溶性,通过TEM、DLS、电位及荧光特性等表征手段,对比分析了两种修饰方法的修饰效果。(4)纳米晶生物相容性的验证。通过细胞毒性实验验证了纳米晶具有较低的生物毒性,通过细胞吞噬实验验证了纳米晶成功进入细胞内并保持良好发光性能。
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