《“給體-受體”型稀土發光納米粒子的製備和螢光調控》是依託鄭州大學，由李中軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：“給體-受體”型稀土發光納米粒子的製備和螢光調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李中軍
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前稀土摻雜納米粒子螢光效率偏低和上轉換髮光顏色單一的問題，本項目設計了兩類給體-受體型稀土摻雜納米粒子：（1）將天線效應引入稀土摻雜的納米粒子，利用能與納米粒子表面鍵合的有機共軛配體合成一系列有機配體修飾的稀土摻雜的納米粒子，通過激發與納米粒子直接相連的有機配體，藉助來自配體的能量傳遞來敏化納米粒子中稀土發光，提高稀土離子的發光效率；（2）通過對上轉換髮光納米粒子包覆一層摻雜有下轉換髮光物質的SiO2殼，利用殼中下轉換髮光物質對上轉換螢光進行有效地調控，豐富螢光的顏色，為實現單一光源多種組分的同時檢測創造條件。利用多種表征手段對稀土摻雜的納米粒子進行表征，系統研究其發光特性及物質結構和發光性能的規律，開發螢光量子效率高、上轉換螢光顏色豐富的螢光標記材料。
結題摘要
本項目的主要目標是將天線效應引入稀土摻雜的納米粒子，利用能與納米粒子表面鍵合的有機共軛配體合成一系列有機配體修飾的稀土摻雜的納米粒子，通過激發與納米粒子直接相連的有機配體，藉助來自配體的能量傳遞來敏化納米粒子中稀土發光，提高稀土離子的發光效率。經過三年的研究，基本實現了上述目標。現將三年來取得的主要研究成果概述如下： 1、以苯甲酸作為配體和敏化劑，以具有低聲子能量的LaF3和CaF2為摻雜基質，採用共沉澱法分別製備了苯甲酸修飾的LaF3:Ln3+（Ln = Eu或Tb）和CaF2:Ln3+（Ln = Eu或Tb）納米粒子。通過系統的表征和對它們發光性能的深入研究，獲得了苯甲酸敏化摻雜於納米粒子中稀土離子的充分證據。實驗結果表明，敏化發光取決於納米粒子內部和表面稀土離子的發光權重。本工作不僅給出了表面配體對摻雜稀土離子的敏化發光的證據，而且提供了增強摻雜稀土離子發光效率的一條新途徑。 2、為了改善納米粒子的親水性和生物相容性，我們以對氨基苯甲酸作為修飾劑和敏化劑，以乙二醇為溶劑，製備了對氨基苯甲酸修飾的LaF3:Ln3+（Ln = Eu或Tb）納米粒子，結果表明這些納米粒子在水溶液中具有很好的分散性。通過對發光性能的研究，結果表明表面的對氨基苯甲酸對納米粒子中的稀土離子具有很好的敏化作用。在上述實驗的基礎上，我們採用標準的細胞比色測定法，研究了納米粒子在羊膜間充質幹細胞中的細胞毒性及其發光性能。 3、以苯甲酸為敏化劑，以LaF3為摻雜基質，以Eu3+和Tb3+為活性離子，通過調整Eu3+和 Tb3+的摻雜比，製備了多色發光的LaF3:Eu3+,Tb3+納米粒子，在手提紫外燈的照射下，這些納米粒子能夠在254nm單一波長的激發下發出綠、綠黃、黃、橙和紅不同的顏色。並系統研究了其發光性能並闡述了可能的發光機理。我們採用天線效應，首次實現了單波長激發多色發光的稀土摻雜納米粒子，為多色發光納米粒子的製備提供了一條新途徑。 4、以乙醯丙酮作為配體和敏化劑，以LaF3和CaF2為摻雜基質，採用共沉澱法分別製備了乙醯丙酮修飾的LaF3:Ln3+（Ln = Tb）和CaF2:Ln3+（Ln = Tb）納米粒子。對產物的物相、形貌及表面性質進行了表征。對上述四種產物的激發和發射光譜進行了深入研究，證明苯甲酸能夠有效敏化摻雜於納米粒子中的Tb3+。
