稀土熒光及上轉換發(fā)光納米粒子的制備、表征及表面功能化.pdf

1、稀土熒光及上轉換納米發(fā)光材料在熒光體、顯示顯像、固態(tài)光源、X射線增光屏、激光和光纖放大以及生物熒光探針等領域具有廣泛的應用。稀土發(fā)光具有吸收能力強，轉換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜等優(yōu)點。而上轉換發(fā)光是稀土發(fā)光的一種獨特形式，稀土上轉換納米發(fā)光材料在紅外光激發(fā)下，可產生可見發(fā)射，且發(fā)射譜線窄(壽命長)，發(fā)光穩(wěn)定(不易受環(huán)境影響)和熒光背景低，因而在生物熒光標記和成像領域具有更為廣闊的應用前景。
　　 目前，稀土熒光及上轉

2、換納米發(fā)光粒子作為生物熒光探針在生物熒光標記和成像領域應用受到一定因素的限制，首先，尺寸和形貌可控、高質量、具有特征發(fā)光性能的稀土發(fā)光納米粒子的有效合成方法不多；其次，常規(guī)方法合成的稀土發(fā)光納米粒子的水溶性和生物相容性差；第三，目前成熟、行之有效的稀土發(fā)光納米粒子的表面修飾功能化方法不多，致使稀土發(fā)光納米材料與生物分子偶聯(lián)困難。上述這些因素都一定程度上限制了稀土熒光及上轉換發(fā)光納米粒子作為生物熒光探針在生物熒光標記和成像方面的應用。

3、r>　　 本文基于上述研究背景，嘗試開發(fā)了稀土熒光及上轉換納米粒子的新型、有效合成方法，研究了所得稀土熒光及上轉換發(fā)光納米粒子的發(fā)光特性；同時，通過無機殼層包覆和表面氧化等途徑，探索了稀土熒光及上轉換納米粒子表面修飾和功能化構造的有效方法，以期到達獲得具有水溶性和生物相容性、符合生物熒光標記和成像應用要求的稀土熒光及上轉換納米粒子。
　　 本文的具體研究內容和結果歸納如下：
　　 1、開發(fā)了微乳-水熱合成方法，制備了稀

4、土YVO4基質材料和稀土Y0.78Yb0.20Er0.02VO4及Y0.78Yb0.20Tm0.02VO4上轉換發(fā)光納米粒子。通過X射線粉末衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)以及熒光光譜等手段系統(tǒng)研究了所得稀土發(fā)光納米粒子的尺寸、分布、形貌、微結構和相結構以及上轉換發(fā)光特性。研究表明，相對比固相摻雜方法所制備的Y0.78Yb0.20Er0.02VO4和Y0.78Yb0.20Tm0.02VO4納米粒子，通過微乳-水熱方法可獲得弱團聚

5、、尺寸較小，較為分散的四方相YVO4、Y0.78Yb0.20Er0.02VO4和Y0.78Yb0.20Tm0.02VO4納米粒子，其中Y0.78Yb0.20Er0.02VO4和Y0.78Yb0.20Tm0.02VO4稀土納米粒子具有特征的上轉換發(fā)光性質。
　　 2.采用稀土三氟乙酸配合物高溫液相分解方法，制備了高質量的稀土NaY0.95Eu0.05F4和NaY0.78Yb0.20Er0.02F4發(fā)光納米粒子，利用獨特的水/CTA

6、B/正己醇/正庚烷四元反相膠束體系為包覆介質，對稀土NaY0.95Eu0.05F4和NaY0.78Yb0.20Er0.02F4發(fā)光納米粒子進行了表面包覆和修飾的功能化構造。通過控制包覆物有機硅烷的[正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨乙基三甲氧基硅烷(APS)]用量、反相膠束的組成及稀土納米粒子的濃度，成功地實現(xiàn)了對稀土NaY0.95Eu0.05F4、和NaY0.78Yb0.20Er0.02F4納米粒子的表面包覆和修飾，實現(xiàn)了其表面帶有氨基或