上转换纳米颗粒的结构调控及其荧光特性研究.pdf

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1、密级：公开中图分类号：O453硕士学位论文上转换纳米颗粒的结构调控及其荧光特性研究研究生：胡俊山导师：刘云新学科：物理学研究方向：凝聚态物理2018年06月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterStudyonStructureControlandFluorescenceCharacteristicsofUpconversionNanoparticlesCandidate：JunshanHuSupervisorandRank：YunxinLiuProfessor上转换纳米颗粒的结构调控及其荧光特性研究学位类型学

2、术型学位作者姓名胡俊山作者学号15010801001学科（专业学位类别)物理学研究方向（专业领域)凝聚态物理导师姓名及职称刘云新副教授实践导师姓名及职称刘云新副教授所在学院物理与电子科学学院论文提交日期2018年06月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授

3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要阿霉素（Dox）是一种重要的癌症治疗的化疗类药物，同时对细胞也存在着非常强的毒性。研究和制备出一种快速、实时、灵敏且精度高的独特新型生物探针用来实时检测血液中阿霉素的含量具有重要意义。核壳上转换荧光纳米

4、材料（UCNPs）因具有穿透性极强、良好的生物相溶性以及独特的光学特性而得到广泛的研究和应用。目前，通过调控加入稀土元素类别、比例大小以及优化反应体系参数，修饰改良纳米颗粒的最本质的物理化学性能，合成出了高效多彩的核壳结构纳米晶。因此在生物细胞荧光标记、药物检测、生物治疗、生物材料等领域具有潜在的应用价值，也是目前国内外的研究热点。本论文主要阐述了高效核壳结构上转换发光纳米晶的物化性能调控方面，以及应用核壳结构上转换发光纳米颗粒进行定量的化学药物的检测和生物功能性的定性分析和测试。得出了如下结论：（1）制备出了优质的NaGdF3+/2%Er3

5、+4:18%Yb上转换发光纳米颗粒。通过溶剂热法，制备出亲水性优异、形貌规则、尺寸大小均匀（直径约为20±2nm）的球形结构的上转换纳米晶。（2）通过对纳米颗粒的外层加以修饰提高了其发光强度。利用（1）所提制备方法，通过外延生长成功的在NaGdF3+/2%Er3+4:18%Yb纳米晶表面包裹了多层NaYF4壳层，使其发光强度和发光效率相比于未经表面修饰的核纳米晶提高非常明显。主要原因是通过外延生长包裹的不同厚度的壳层大大降低了核纳米晶表面不规整对发光中心的影响，因此发光纳米颗粒的上转换效率得到了提高。（3）实验证实了荧光纳米颗粒和有机染料之间

6、最佳能量传递距离。合成了具有不同壳层厚度的核-壳结构上转换荧光纳米颗粒,并利用添加罗丹明B改变和控制上转换纳米晶的发光光谱，从而证实荧光纳米晶和有机染料之间最佳能量传递距离为18.18nm。（4）核壳结构上转换发光纳米颗粒大大增强了紫光发光强度。通过调试Yb3+/Er3+的含量多少和核壳厚度，进而改变纳米晶的特征发射峰蓝色、绿色和红色强度，从而使其紫光发光强度大大提高，填充了多彩发光，让多彩显示更加丰富。（5）制备了一种独特的新型探针可以实现快速、实时、同步精确检测药物阿霉素（Dox）的浓度，这种以上转换纳米晶为基础的生物检测技术提供了阿霉素

7、的准确和实时的快速检测方法，还打破了常规紫外线激光的检测限制。最值得注意的是，这种生物发光纳米探针可以重复使用且对生物体无害无残留。这种独特结构上转换发光纳米探测针头实现了对阿霉素（Dox）定量监测。在本文中，核壳上转换纳米探针在活体小白鼠血液中检测阿霉素浓度的最小极限为值0.1ug/ml。关键词：核壳上转换；纳米颗粒；荧光染料；活体；定量检测；iiiABSTRACTDoxorubicin(Dox)isanimportantchemotherapeuticdrugforcancertreatment,butitalsohasaverystro

8、ngtoxicitytocells.Itisofgreatsignificancetostudyandprepareauniqueandnovelbiologica