用于荧光成像的新型上转换纳米晶

荧光成像技术具有高分辨率、操作方便、成本低廉等优点,被广泛应用在生命科学领域。与基于紫外可见光激发的下转换荧光探针相比,镧系元素掺杂的上转换纳米材料采用近红外光源激发,对生物组织损伤小、穿透能力强,并能减少生物样品的自发荧光干扰,提高分辨率。在实际操作中,上转换材料尺寸必须与生物分子尺寸匹配,尽量减小生物损伤,同时发出强光。因此需要合成出小尺寸、红色发光、强发光的上转换纳米晶。然而,同时实现上述三点要求,集“小”、“红”、“亮”为一身的上转换纳米晶的制备技术仍然是一个难题。

最近,吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的张皓教授课题组采用热注射方法,在高沸点有机溶剂中制备出Mn2+掺杂的NaYF4:Yb3+,Er3+上转换纳米晶。热注射方法有效提高了Mn2+在NaYF4主体中的掺杂,从而通过控制Mn2+的掺杂量,来调节发光颜色和纳米晶尺寸。在Mn2+掺杂较多时,制备出“小”、“红”、“亮”的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶,提供了一种适合生命科学研究的新型上转换材料。他们还探讨了制备过程中温度、升温速率等对Mn2+掺杂方式,纳米晶尺寸、晶型、形状及发光特性的影响,为进一步提高上转换纳米晶性能提供了依据。