稀土摻雜LaF3上轉換納米粒子的制備及其在生物成像中的應用.pdf

1、法國科學家Auzel于1966年提出上轉換發(fā)光這一概念,即稀土元素摻雜的上轉換材料在近紅外激光(通常為980nm)激發(fā)的條件下發(fā)射出可見光或800nm近紅外光的現象。自此之后,稀土上轉換材料逐漸成為材料科學的研究熱點之一,同時由于其不同于傳統(tǒng)發(fā)光材料的獨特性質和發(fā)光原理,如很高的化學穩(wěn)定性、令人滿意的光學穩(wěn)定性、比較長的熒光壽命、良好的生物相容性,更為重要的是上轉換材料在受到近紅外光激發(fā)時,激發(fā)光和發(fā)射光對生物有機組織的穿透能力得到了明

2、顯的提升,生物組織的受損傷程度大大減輕,同時背景熒光被減弱到可以忽略的程度,進而使得上轉換成像的靈敏度得到極大的提高,因此,近五年來上轉換材料漸漸成為生物醫(yī)學尤其是光學生物成像領域的研究熱點。
　　本論文介紹了一種合成上轉換納米粒子(UCNPs)的新方法——油酸離子液體兩相法,并研究了反應過程中油酸、離子液體、醇對 UCNPs形貌、粒徑、水溶性的影響,詳細探討了合成的上轉換納米粒子的形貌特征、光學特性、化學特性以及生物相容性,隨后

3、創(chuàng)新性地在光學生物成像方面開展了大量的研究工作。主要研究內容包括:
　　1.油酸離子液體兩相法合成LaF3:Yb,Er/Ho/Tm納米粒子及后續(xù)功能化修飾。這一部分采用油酸離子液體兩相法合成了油溶性和水溶性的LaF3:Yb,Er/Ho/Tm納米粒子,并探討了油酸、離子液體、醇在該兩相體系合成納米粒子過程中所擔當的角色以及所起的作用。隨后用二氧化硅包覆等方法將合成的水溶性LaF3:Yb,Tm納米粒子進行功能化修飾并用紫外可見光譜、紅

4、外光譜、ζ-電位分析等手段進行表征。
　　2.利用已經修飾完成的LaF3:Yb,Tm納米粒子(UCNPs@SiO2-FA)成功地進行了細胞毒性實驗、人胃癌MGC803細胞體外靶向成像、CT成像、淋巴結上轉換熒光(UCL)和CT雙模式成像以及體內胃癌靶向成像。這些基于LaF3:Yb,Tm納米粒子的人胃癌MGC803細胞靶向成像和CT成像在國際上為首次報道,其中,CT成像為最大的亮點,由于稀土上轉換納米粒子具有很強的X射線衰減系數,而