基于上转换荧光材料的三种荧光共振能量转移型传感器的构建
发布时间：2021-11-06 15:16
稀土上转换荧光纳米材料是一种将长波长近红外激发光转换为短波长可见光的一种新型荧光材料。其特性使得其在激光器件、太阳能电池、光热治疗、生物化学传感等领域引发了科研工作者的广泛关注。稀土上转换荧光纳米材料在激光辐照下有更深的组织穿透能力、高化学稳定性、低毒性以及优良的信噪比,这使得该材料在生物荧光成像,荧光化学生物传感器以及光动力治疗领域具备优势。本文依据荧光共振能量转移现象,通过构建荧光传感器来实现对香豆素,三聚氰胺以及葡萄糖的含量传感。本论文的主要创新点和研究内容如下:（1）通过水热法制备出六方相以及四方相的NaYF4:Yb;Er纳米粒子。利用制备得到的NaYF4:Yb;Er纳米粒子,构建出一个基于荧光共振能量转移体系的香豆素荧光传感器。在该体系中,应用了主客体识别作用作为分子识别方式,将修饰了环糊精的NaYF4:Yb;Er纳米粒子作为能量供体,罗丹明6G作为荧光受体,利用罗丹明6G和香豆素对环糊精的竞争结合实现香豆素的浓度检测。（2）三聚氰胺作为一种对人体有害的物质,开发一种简便的浓度检测方法具有一定的意义。通过溶剂热...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
UCNP-RGD的合成[33]
基于上转换荧光材料的三种荧光共振能量转移型传感器的构建7化为羧基，这样得到羧基功能化的、单分散水溶性的纳米材料[32]。如图1.3所示，Xiong[33]通过配体氧化法将疏水性的上转换纳米粒子转换为亲水性的。以基于RGD标记的上转换纳米磷酸盐作为发光标签，建立了一种高对比度的上转换发光肿瘤靶向成像。Fig.1.3.SynthesisofUCNP-RGD[33]图1.3UCNP-RGD的合成[33]（3）表面硅烷化Fig.1.4.SynthesisoflanthanidedopedsiliconoxidecoatingPVP/NaYF4nanocrystalline[34]图1.4镧系掺杂氧化硅涂层PVP/NaYF4纳米晶的合成[34]不同于其他通过非共价静电作用以达到表面修饰的方法，Veggel[32]采取的表面硅烷化就是通过在纳米颗粒表面包裹一层亲水的硅化物，从而获得生物相容性好的亲水性
基于上转换荧光材料的三种荧光共振能量转移型传感器的构建11中的能量供体，在生物医学光动力治疗上发挥作用。Zhang[51]报道了一种新型光敏材料，它是一种基于光子转化纳米颗粒的光敏材料，如图1.8所示。这些光敏剂在红外线照射下易受刺激，其组织穿透深度是传统光敏剂组织穿透深度的几倍。并且表现出良好的特异性和通用性，有成为下一代光动力治疗药物的可能性。Fig.1.8.DesignprinciplediagramofthemultifunctionalphotosensitizerbasedonPUNPs[51]图1.8基于PUNPs的多功能光敏剂的设计原理图[51]1.2.3光热治疗光热治疗是通过光热剂在近红外光的照射下，将光能转化为热能，杀死癌细胞的一种治疗癌症的手段。该方法需要光热剂具有较高的光热转化效率。稀土离子可以通过近红外的照射下，发出可见光，但是它的消光系数低，所以光热转化效率低。当Au、CuS等高消光系数等电位纳米粒子和上转换纳米粒子耦合后，光热转化效率大大提高，从而可以应用于光热治疗。如图1.9所示，Dong[52]报道了纳米颗粒通过Ag的包裹降低毒性，对肝脏癌症细胞HepG2和乳腺癌症细胞BCap-37采用光热治疗。注射了纳米粒子后，使用980nm的近红外光进行辐照进行光热治疗。癌症细胞的死亡率接近95%，并且功率密度低于1.5W/cm3，这一结果远低于金纳米材料，有望成为一种效果良好的肿瘤消融药物。Fig.1.9.NaYF4:Yb3+;SchematicdiagramofEr3+@AgNPspreparationprocess图1.9NaYF4:Yb3+;Er3+@AgNPs的制备过程示意图[52]
本文编号：3480063
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
UCNP-RGD的合成[33]
基于上转换荧光材料的三种荧光共振能量转移型传感器的构建7化为羧基，这样得到羧基功能化的、单分散水溶性的纳米材料[32]。如图1.3所示，Xiong[33]通过配体氧化法将疏水性的上转换纳米粒子转换为亲水性的。以基于RGD标记的上转换纳米磷酸盐作为发光标签，建立了一种高对比度的上转换发光肿瘤靶向成像。Fig.1.3.SynthesisofUCNP-RGD[33]图1.3UCNP-RGD的合成[33]（3）表面硅烷化Fig.1.4.SynthesisoflanthanidedopedsiliconoxidecoatingPVP/NaYF4nanocrystalline[34]图1.4镧系掺杂氧化硅涂层PVP/NaYF4纳米晶的合成[34]不同于其他通过非共价静电作用以达到表面修饰的方法，Veggel[32]采取的表面硅烷化就是通过在纳米颗粒表面包裹一层亲水的硅化物，从而获得生物相容性好的亲水性
基于上转换荧光材料的三种荧光共振能量转移型传感器的构建11中的能量供体，在生物医学光动力治疗上发挥作用。Zhang[51]报道了一种新型光敏材料，它是一种基于光子转化纳米颗粒的光敏材料，如图1.8所示。这些光敏剂在红外线照射下易受刺激，其组织穿透深度是传统光敏剂组织穿透深度的几倍。并且表现出良好的特异性和通用性，有成为下一代光动力治疗药物的可能性。Fig.1.8.DesignprinciplediagramofthemultifunctionalphotosensitizerbasedonPUNPs[51]图1.8基于PUNPs的多功能光敏剂的设计原理图[51]1.2.3光热治疗光热治疗是通过光热剂在近红外光的照射下，将光能转化为热能，杀死癌细胞的一种治疗癌症的手段。该方法需要光热剂具有较高的光热转化效率。稀土离子可以通过近红外的照射下，发出可见光，但是它的消光系数低，所以光热转化效率低。当Au、CuS等高消光系数等电位纳米粒子和上转换纳米粒子耦合后，光热转化效率大大提高，从而可以应用于光热治疗。如图1.9所示，Dong[52]报道了纳米颗粒通过Ag的包裹降低毒性，对肝脏癌症细胞HepG2和乳腺癌症细胞BCap-37采用光热治疗。注射了纳米粒子后，使用980nm的近红外光进行辐照进行光热治疗。癌症细胞的死亡率接近95%，并且功率密度低于1.5W/cm3，这一结果远低于金纳米材料，有望成为一种效果良好的肿瘤消融药物。Fig.1.9.NaYF4:Yb3+;SchematicdiagramofEr3+@AgNPspreparationprocess图1.9NaYF4:Yb3+;Er3+@AgNPs的制备过程示意图[52]
本文编号：3480063
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