金纳米棒的表面改性及其在生物医学领域的应用

各向异性的金纳米棒由于具有独特的光学性质,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。本文综述了金纳米棒的表面改性及其在生物标记与识别、生物成像、癌症诊断和光热治疗等领域中的应用。     

Y2O3:Ho/Yb纳米晶的上转换发光性质

采用燃烧法制备了不同尺寸和不同掺杂浓度的Y2O3：Ho／Yb纳米晶,并系统地研究了颗粒尺寸对Y2O3：Ho／Yb纳米晶发光性质的影响。研究发现,随着尺寸的减小,发射强度和荧光分支比均发生了显著变化,Ho^3 的整体发射强度降低,但5^F5→^5I8的红光发射比^5S2(^5F4)→^5I8的绿光发射的荧光分支比增强。尺寸减小,表面原子更易吸附空气中的水和二氧化碳,引入一些较大的振动模式,从而增大了无辐射跃迁的速率,荧光分支比随尺寸的变化被归因于表面效应引起的无辐射弛豫过程^5S2(^5F4)→^5F5和^5I6→^5I7的增强。     

Gd2O3：Er/Yb纳米线、纳米片的制备与发光性质

采用水热法制备了Gd₂O₃:Yb³⁺/Er³⁺纳米线和纳米片,并研究了制备过程中溶液的pH值对产物形貌的影响以及样品形貌对发光性质的影响。将稀土氧化物溶于硝酸并与NaOH反应,使溶液pH值至预期值,将生成物离心、烘干和灼烧,得到最终产物。研究发现,制备样品过程中,中性溶液中易于形成纳米片,而碱性溶液中则会形成纳米线,而且碱性越强越容易形成纳米线。在980nm激光激发下,与纳米片相比,纳米线中Er³⁺的⁴I_13/2→⁴I_15/2的红外发射强度显著减弱,而²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2和⁴F_9/2→⁴I_15/2的上转换发射相对增强,而且²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2与⁴F_9/2→⁴I_15/2的荧光分支比略有增大。纳米线与纳米片相比,比表面积减小,由表面效应引起的无辐射弛豫过程的减弱导致了上述光谱的变化。     

湿化学法制备纳米Au球壳材料及其性质研究

采用湿化学法, 以Ag纳米颗粒为模板经还原制备了Au 纳米球壳. TEM分析表明, Au 纳米颗粒呈球壳形, 粒径约为20 nm, 粒径分布比较均匀, 无明显硬团聚体存在. 随着氯金酸加入量的增加, 制备的Au球壳的吸收峰位置从400 nm红移至992 nm. 测量了不同功率808 nm激光照射下的温度. 结果表明在功率密度为5 W/cm², 面积为2 cm²的光纤激光辐照下12 min内温度最高升高了30℃. 这种材料由于其独特的光热转换性质, 有望被用于红外热疗和光动力药物释放.     

共掺杂对Y2O3:Eu3+纳米晶结构和发光性质的影响

采用燃烧法制备不同离子(M：Li^ ,Na^ ,K^ ,Mg^2 ,Sr^2 ,Ba^2 ,B^3 ,Al^3 )共掺杂的纳米Y2O3：Eu^3 粉末。系统地研究了各掺杂离子对纳米Y2O3：Eu^3 材料的结构、发光性质及其寿命的影响。比较发现,掺杂不仅可以调节纳米材料的尺寸,还可以影响材料的结晶性,尤其是后者对发光性质和荧光动力学过程,如荧光强度、电荷迁移带的位置和^5Do的寿命等有重要的影响。     

基于金纳米粒子的光谱分析法进行单细胞探测

在过去的几十年中,等离子纳米粒子,尤其是金纳米粒子(AuNPs),由于其独特的局部表面等离子体共振(LSPR)特性,金纳米颗粒非常适合高度传导定域在表面的化学或物理刺激产生的光信号,已被广泛应用于生物检测与成像。包括单细胞光谱分析与成像。基于光吸收和弹性光学方法散射,阐述了利用光谱方法进行的单细胞光学探测的进展应用和纳米系统表现出新的特性。论述了基于AuNPs的细胞内环境光谱分析与探测,对在单细胞水平上进行的细胞动态实时测量的基本原则和与光互动独特的相关方法进行了描述。重点放在单细胞光谱检测的原则、方法及这些方法的优点和挑战,并阐述了最近在这一领域的研究进展,内容包括细胞和亚细胞环境的探测、细胞应答诱导细胞凋亡过程探测、生物分子识别和量化、药物传递及释放、癌症诊断及治疗等。给出了未来的挑战和努力方向。     

LaPO_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce3+和Tb3+共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce3+和Tb3+的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce3+的激发,Tb3+的5D4→7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce3+和Tb3+的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce3+→Tb3+的能量传递速率降低了3倍。Tb3+的5D3能级衰减包括两个过程:快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应5D3→5D4的弛豫,快过程对应5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于5D4的激发态能级上损失的能量更少。     

共掺杂对Y_2O_3:Eu~(3+)纳米晶结构和发光性质的影响

采用燃烧法制备不同离子(M:Li+,Na+,K+,Mg2+,Sr2+,Ba2+,B3+,Al3+)共掺杂的纳米Y2O3∶Eu3+粉末。系统地研究了各掺杂离子对纳米Y2O3∶Eu3+材料的结构、发光性质及其寿命的影响。比较发现,掺杂不仅可以调节纳米材料的尺寸,还可以影响材料的结晶性,尤其是后者对发光性质和荧光动力学过程,如荧光强度、电荷迁移带的位置和5D0的寿命等有重要的影响。     

纳米 Au 球壳材料的制备及其近红外光热转换性质

报道了一种采用湿化学法,以Ag纳米球为模板合成纳米Au球壳水溶胶的新方法,并对这种材料的光热转换性质进行了研究。TEM分析表明,Au纳米颗粒呈球壳结构,粒径约为20nm,粒径分布比较均匀,无明显硬团聚体存在。随着氯金酸加入量的增加,Au球壳的吸收峰位置从可见区(-400nm)逐渐红移至近红外区(-800nm)。测量了不同浓度的Au球壳水溶胶经近红外激光照射后的温度变化。结果表明,经1．9W／mm^2的808nm近红外光照射10min,温度最高升高了5．5℃。由于800—1200nm是人体组织的透射窗口,肿瘤细胞在42℃左右即可被杀死,这种纳米Au球壳材料有望在利用光热转换的红外热疗中得到应用,并有可能利用光动力实现药物释放。     

LaPO4:Ce3+/Tb3+ 纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce^3 和Tb^3 共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce^3 和Tb^3 的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce^3 的激发,Tb^3 的^5D4→^7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce^3 和Tb^3 的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce^3 →Tb^3 的能量传递速率降低了3倍。Tb^3 的^53能级衰减包括两个过程：快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应^5D3→^5D4的弛豫,快过程对应^5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于^5D4的激发态能级上损失的能量更少。