Au@Si02/LaF3:Ce,Tb复合结构的发光共振能量转移

发光共振能量转移(LRET)与给体-受体间的距离密切相关,可体现分子间距离的变化,在生命科学领域有着重要的应用.本文设计并合成了Au@siO2/LaF3:Ce,Tb复合纳米结构,研究了LaF3:Ce,Tb(给体)与Au纳米颗粒(受体)间的LRET行为.通过调控SiO2层厚度,可以改变给体-受体之间的距离.当SiO2层厚度增加到42 nm 时,仍能观察到明显的LRET现象.这一距离远超过通常荧光共振能量转移的有效范围,表明由长发光寿命的稀土发光纳米材料与金纳米颗粒形成的给体一受体对可在更大的距离上实现能量转移.     

基于LaPO_4∶Ce,Tb-Au发光共振能量转移测定细胞色素C

以膦酰基羧酸共聚物为修饰剂,采用水热法制备了LaPO_4∶Ce,Tb发光纳米粒子,该粒子具有良好的水溶性和生物相容性。对合成的纳米粒子进行了发光光谱、X-射线衍射、透射电子显微镜和红外光谱表征。以制备的纳米粒子为能量供体,纳米金为能量受体,细胞色素C(Cyt C)为桥,构建了LaPO_4∶Ce,Tb-Au发光共振能量转移(LRET)体系,据此建立了测定Cyt C的新方法。实验结果表明,当Cyt C的浓度在0.333~21.0μg·mL~(-1)范围时,LRET体系发光猝灭程度与Cyt C浓度呈良好线性关系,检出限(S/N=3)为0.2μg·mL~(-1),相对标准偏差(RSD)为0.46%(c=10.0μg·mL~(-1),n=11)。该方法用于实际样品的测定,回收率范围为100%~101%。     

CdS量子点与CdSe量子点间荧光共振能量转移研究

在有机相中合成了不同尺寸的CdS和CdSe量子点, 并利用Langmuir-Blodgett (LB)技术将相同尺寸的CdS和CdSe量子点组装成多层复合纳米有序结构. 采用荧光光谱研究了CdS和CdSe量子点在混合体系和多层复合纳米有序结构状态下的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET). 我们观察到CdS和CdSe量子点混合溶液与当溶剂挥发形成固态膜中, CdS量子点的荧光强度较溶液状态下强烈猝灭, 表明当颗粒间距离减小时CdS和CdSe量子点间产生较高效率的荧光共振能量转移. 在多层复合纳米有序结构中, 随着给体CdS量子点层数的增加, 单层受体CdSe量子点的荧光逐步增强, 这表明层间纵向能量转移率随给体层数的增加而提高.     

β-NaYF4：Yb,Er纳米晶与四甲基异氰酸罗丹明染料分子间的发光共振能量转移研究

Yb^3＋和Er^3＋离子掺杂的NaYF4纳米晶在近红外光（980nm）激发下可产生中心位于539和655nm的上转换发光,其中位于539nm的发光与四甲基异氰酸罗丹明（tetrametrylrhodarnine isothiocyante,TRITC）染料分子的吸收光谱部分重叠.本文基于上述光谱重叠特性,构筑了以β-NaYF4：Yb,Er为能量给体、TRITC为能量受体的发光共振能量转移（LRET）体系.TRITC分子通过静电作用紧密吸附于纳米晶表面,其较近距离的相互作用利于提高LRET效率和体系的稳定性.在980nm近红外光激发下,LRET过程使NaYF4：Yb,Er位于539nm的上转换发光减弱,同时可观察到TRITC染料分子的发光.对发光寿命的研究也证实了β-NaYF4：Yb,Er到TRITC的能量传递.     

基于CaBa_2(BO_3)_2中的Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递及光谱特性

采用高温固相法合成了Ce3+,Tb3+掺杂激活的CaBa2(BO3)2荧光粉,并对其发光特性进行了研究。观察到CaBa2(BO3)2中Ce3+对Tb3+发光的敏化现象。在367 nm紫外光激发下,单掺Tb3+时CaBa2(BO3)2不发光。当Ce3+和Tb3+共掺时,出现Tb3+的发射峰,样品发绿光,表明Ce3+对Tb3+的发光有很强的敏化作用。根据Forster-Dexter理论,分析Ce3+和Tb3+的能量传递过程,还证明在CaBa2(BO3)2:Ce3+,Tb3+中Ce3+对Tb3+的能量传递属于共振能量传递。     

SiO2/LaF3:Eu3＋核壳结构发光粒子的制备与表征

采用简单的液相法合成了SiO2/LaF3:Eu3＋核壳结构发光粒子, 并对其结构及发光性能进行了表征. XRD分析表明包覆层LaF3:Eu3＋为立方晶相结构, 红外光谱表明SiO2颗粒表面有柠檬酸的修饰, 电镜照片表明合成了球形的核-壳结构的复合粒子, 包覆层厚度为10～20 nm, 光谱测试表明核-壳复合粒子与纯的LaF3:Eu3＋具有相同的发光性能, 均以589 nm附近的5D0—7F1磁偶极跃迁为最强发射峰, 说明Eu3＋在LaF3基质中占据的格位相同.     

SiO2／LaF3：Eu3＋核壳结构发光粒子的制备与表征

采用简单的液相法合成了SiO2/LaF3:Eu3 核壳结构发光粒子,并对其结构及发光性能进行了表征.XRD分析表明包覆层LaF3:Eu3 为立方晶相结构,红外光谱表明SiO2颗粒表面有柠檬酸的修饰,电镜照片表明合成了球形的核-壳结构的复合粒子,包覆层厚度为10～20 nm,光谱测试表明核-壳复合粒子与纯的LaF3:Eu3 具有相同的发光性能,均以589 nm附近的5D0-7F1磁偶极跃迁为最强发射峰,说明Eu3 在LaF3基质中占据的格位相同.     

新型GdAlO_3:RE荧光粉多元掺杂及发光机制研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法制备GdAlO3:RE荧光粉体.在紫外光激发下(254nm)发现Pr共掺杂对GdAlO3:Eu红色荧光粉体发光有降低作用;Ce共掺杂对GdAlO3:Tb绿色荧光粉体发光有降低作用.激发谱研究表明,共掺杂时分别存在Eu→Pr、Tb→Ce的声子支持的共振能量传递,造成GdAlO3:Eu、GdAlO3:Tb荧光粉体发光强度降低.     

银/二氧化硅核壳纳米颗粒的制备及其壳层厚度对其光学性质的影响

通过溶胶-凝胶法,制备了银/二氧化硅核壳材料(Ag@SiO2),对SiO2壳层厚度进行了有效调控,并系统研究了壳层厚度对银的等离子体共振峰(LSPR)以及对折射率灵敏度(RIS)的影响。研究结果表明,随SiO2壳层包覆厚度的增加,银纳米颗粒的LSPR吸收峰呈现先红移后蓝移的规律。对于粒径为50 nm的银纳米颗粒,当SiO2壳层达到65 nm时,LSPR最大吸收波长为465 nm。进一步增加SiO2壳层厚度,LSPR发生蓝移并且强度变弱,当SiO2壳层达到120 nm时,LSPR吸收峰已无法清晰辨认。研究了Ag@SiO2材料的RIS效应,发现随着SiO2厚度的增大RIS效应逐渐变小。     

吡啶二羧酸根敏化LaF3:Tb发光纳米粒子的制备及对DNA的测定

采用水热法合成了水溶性良好的吡啶二羧酸根(DPA)敏化LaF3∶Tb(DPA-LaF3∶Tb)纳米粒子,该粒子的发光强度大且光学性能稳定.X射线衍射分析表明,合成了单一相六方晶系的LaF3晶体;透射电子显微镜结果表明,所合成粒子分散性良好,粒径约为15 nm.测得合成粒子在水相中的发光寿命为2.95 ms.以DPA-LaF3∶Tb纳米粒子为发光探针,基于DNA对纳米粒子的发光猝灭,实现了对DNA的定量测定,该方法的线性范围为0.083～13.0μg/mL;检出限为0.02μg/mL;并研究了共存物质对DNA测定的干扰.     

Ag@SiO2纳米颗粒的制备及其在H2O2检测上的应用

利用柠檬酸三钠还原硝酸银制备了银纳米颗粒(AgNPs),然后通过氨水水解正硅酸乙酯(TEOS)的方法,在AgNPs上沉积SiO2,制备出以Ag为核,SiO2为壳的复合纳米颗粒(Ag@SiO2).调节TEOS用量,可以控制SiO2层的厚度.根据AgNPs的局域表面等离激元共振(LSPR)效应,将制得的Ag@SiO2颗粒用于H2O2的检测,检测下限为1μmol/L,并可以通过控制SiO2层的厚度方便地调节Ag@SiO2颗粒与H2O2反应的速率.与传统方法相比,具有简单、快速、成本低的优点.分别运用TEM、紫外-可见分光光度计对反应前后Ag@SiO2颗粒形貌及反应过程中其LSPR吸收的变化进行了表征.     

GdAlO_3∶Tb,RE中Tb,RE的能量传递研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法制备了GdAlO3∶Tb,RE荧光粉体.在紫外激发下(254nm),GdAlO3∶Tb发射绿色荧光(5D4→7F5,544nm),Dy共掺杂对绿色发光有增强作用,Ce共掺杂对GdAlO3∶Tb绿色发光有降低作用.激发谱和能谱研究表明:Dy能级嵌入Tb主发射能级5D4(绿色发光能级)、5D3(蓝色发光能级)能级之间,Ce能级嵌入Tb主发射能级5D4、5D3能级上方.这种能级嵌入方式,使得稀土离子之间存在声子支持的共振能量传递,但Tb→Dy→Tb能量传递使Tb绿色发射(5D4→7FJ(J=3,4,5,6))增强,蓝色发射(5D3→7FJ(J=3,4,5,6))减弱;而Ce→Tb能量传递使Tb蓝色发射增强,绿色发射减弱.     

金丝桃苷与牛血清白蛋白相互作用的研究

采用荧光共振能量转移法研究了金丝桃苷与牛血清白蛋白的相互作用.金丝桃苷对牛血清白蛋白(BSA)的荧光猝灭类型是静态猝灭,25℃时的结合位点数为0.5451.并依据F(o)ster非辐射能量转移理论,研究了给体(牛血清白蛋白)--受体(金丝桃苷)间的结合距离R.和能量转移效率E分别为2.04nm和0.66.同时,采用同步...     

基于上转换发光共振能量转移的CRISPR/Cas12a生物传感系统用于HPV16 DNA双信号检测

传统的纯核结构的上转换纳米材料用于生物传感时, 存在表面猝灭效应或者因发光共振能量转移(LRET)效率不高导致灵敏度低等缺点, 对目标物的灵敏检测有一定的局限性. 本文通过多步高温共沉淀, 介导壳层外延成长法, 合成了NaYF₄∶Yb³⁺,Er³⁺(C-UCNPs)核层发光和NaYF₄@NaYF₄∶Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄(CSS-UCNPs)内壳层发光能量限域型上转换纳米材料, 并表征了材料的晶型、 形貌、 表面配体、 元素组成和发光共振能量转移效率. 结果表明, 该材料具有表面猝灭效应低、 发光共振转移效率较高的优势, 随后将其与成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白(CRISPR/Cas)12a-纳米金系统结合, 实现了人乳头瘤病毒DNA(HPV16 DNA)的比色定性和上转换发光定量分析, 检出限为69.8 pmol/L, 双信号检测有效提高了检测结果的准确性. 此外, 本方法不仅特异性强, 还能识别单碱基错配的HPV16 DNA, 提高了DNA片段的容错率.     

5-氨基间苯二甲酸敏化LaF_3∶Tb发光纳米粒子的合成及其细胞成像

以稀土硝酸盐、NH4F、5-氨基间苯二甲酸(AIPA)和柠檬酸为反应原料,水热法一锅合成了水溶性良好的AIPA敏化LaF3∶Tb(AIPA-LaF3∶Tb)纳米粒子。采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱等对粒子进行了表征。结果表明,合成粒子为六方晶系的LaF3晶体,粒径为8 nm左右,粒子表面包覆了AIPA。测试了合成粒子的发光性能,其最大激发和发射波长分别为348和547 nm,粒子中存在着AIPA向Tb3+的能量传递。和LaF3∶Ce,Tb粒子相比,AIPA-LaF3∶Tb粒子的激发波长红移了94 nm,发光强度增大。在合成的基础上,对AIPA-LaF3∶Tb粒子进行了氨基化修饰,然后将氨基化粒子和兔抗人CEA抗体偶联,最后用偶联了抗体的AIPA-LaF3∶Tb粒子对HeLa细胞进行免疫标记与成像。     

KMgF3:Ce3+,Tb3+纳米粒子中Ce3+→Tb3+的发光及能量传递

利用微乳液方法,合成了铈、铽共掺杂的氟镁钾纳米粒子,研究了体系中Ce3+→Tb3+的发光特性以及它们之间的相互作用,结果表明KMgF3:Ce3+Tb3+纳米粒子中存在Ce3+→Tb3+的能量传递过程,即Ce3+可以将吸收的能量直接传递给Tb3+离子,使得Tb3+的绿色发光强度大为增加.     

近红外光激发功能化上转换纳米颗粒用于解聚Aβ聚集体

阿尔兹海默症(AD)是一种进行性神经退行性疾病, 其特征是记忆力减退、神志不清和各种认知障碍. β-淀粉样蛋白(Aβ)的自组装聚集是阿尔茨海默症患者大脑的主要特征之一, 其加剧了AD患者的神经病变和认知障碍, 因此抑制Aβ聚集是一种潜在的治疗AD的策略. 光动力疗法是抑制Aβ聚集和解聚Aβ聚集体的有效方法. 然而, 大多数光敏剂为紫外和可见光激发, 在生物组织中的渗透深度低, 并引起严重的组织损伤, 这限制了其在生物医学中的应用. 本工作构建了一种近红外光激发的双靶向上转换纳米体系应用于抑制Aβ聚集过程. 以核壳结构的上转换纳米颗粒(UCNPs)作为光转换器, 通过两亲聚合物二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-马来酰亚胺(DSPE-PEG-MAL)的疏水包覆作用负载光敏剂二氢卟吩e6 (Ce6), 在纳米颗粒表面通过马来酰亚胺与巯基的特异性反应修饰了可跨越血脑屏障的肽链TGN和靶向Aβ₄₂的肽链QSH. 实验结果表明在近红外光激发下UCNPs通过发光共振能量转移(LRET)将能量转移至光敏剂Ce6, 使其跃迁至激发态后与周围的氧气分子作用产生单线态氧(¹O₂), 不可逆地氧化Aβ, 从而有效解聚了Aβ聚集体, 降低了Aβ聚集体的神经毒性. 此外, 该体系不仅具有良好的生物相容性, 而且可以有效穿过血脑屏障靶向作用于Aβ₄₂, 显示出其在活体水平治疗AD的潜力.     

CeF_3:Tb的水热合成及发光性能研究

在水热条件下,以Ce(NO3)3,Tb(NO3)3和Na BF4为前驱体成功合成了Ce F3:Tb发光材料。X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)以及高分辨投射电镜(HRTEM)表征结果表明:所制备的Ce F3:Tb发光材料结晶良好,具有单分散六方片状形貌,颗粒尺寸分布范围为380~420 nm,平均粒径400 nm。光致发光性能(PL)测试表明:其激发光谱是由峰值位于250 nm左右的激发带组成,属于Ce3+4f能级到5d激发态不同晶体场劈裂组分的f-d允许跃迁;发射光谱是由Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射组成,其中以543 nm的5D4→7F5发射为主,表明Ce3+能够有效敏化Tb3+。     

基于上转换荧光共振能量转移的Hg~(2+)侧流检测模型的设计和应用

本工作利用荧光共振能量转移(FRET)过程,以上转换荧光纳米材料(UCNPs)作为能量供体,以金纳米粒子(AuNPs)作为能量受体,通过适配体识别Hg~(2+),在硝化纤维素膜(NC)上制备侧流检测试纸条。Hg2+的参与会拉近能量供受体距离,引起检测区UCNPs的荧光猝灭。通过检测区的荧光猝灭效率,可判断样品中的Hg~(2+)浓度。该传感器在缓冲溶液中的检测线性范围为0.1~100nmol/L;检出限为0.1nmol/L。本研究成功证实了上转换荧光共振能量转移体系在侧流模型应用的可行性。     

CdTe量子点与罗丹明B间的荧光共振能量转移研究

以巯基乙酸为稳定剂, 在水溶液中合成了CdTe量子点. 以发射波长522 nm的量子点为给体, 罗丹明B为受体, 研究了在十六烷基三甲基溴化铵胶束介质中, 量子点与罗丹明B之间的荧光共振能量转移. 实验结果表明, 在pH＝5.00的缓冲溶液中, 当十六烷基三甲基溴化铵的浓度为1.37×10－4 mol/ L时, 量子点与罗丹明B之间的距离为2.65 nm, 1个量子点给体最多可与6个罗丹明B受体发生有效的共振能量转移, 能量转移效率为0.69.