Er上转换发光纳米材料的合成及其在手印显现中的应用Synthesisof

稀土上转换发光纳米材料的制备及其在生物医学成像中的应用一、本文概述随着科技的快速发展，稀土上转换发光纳米材料（Upconversion Luminescent Nanomaterials, UCNMs）因其在生物医学成像领域的独特优势，日益受到研究者们的关注。

本文旨在深入探讨稀土上转换发光纳米材料的制备方法，并系统阐述其在生物医学成像中的应用。

我们将从材料合成的角度出发，详细介绍不同制备方法的优缺点，以及如何通过优化制备过程来提高纳米材料的性能。

我们还将重点分析稀土上转换发光纳米材料在生物医学成像中的实际应用，包括其在细胞标记、活体成像以及疾病诊断等方面的最新研究进展。

通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的视角，以理解稀土上转换发光纳米材料在生物医学成像领域的发展现状和未来趋势。

二、稀土上转换发光纳米材料的制备稀土上转换发光纳米材料，作为一种独特的纳米发光材料，其独特的发光性质使其在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。

制备这种纳米材料的关键在于精确控制其组成、形貌和尺寸，以实现高效的上转换发光性能。

一般来说，稀土上转换发光纳米材料的制备主要包括以下几个步骤：选择合适的稀土离子作为发光中心，如Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺等，这些离子具有丰富的能级结构和独特的发光特性。

选择合适的基质材料，如NaYF₄、NaLuF₄等，这些基质材料具有良好的化学稳定性和较高的声子能量，有利于实现高效的上转换发光。

在制备过程中，通常采用溶液法、热分解法、溶胶-凝胶法等化学方法来合成稀土上转换发光纳米材料。

其中，热分解法是一种常用的制备方法，它通过高温热解稀土离子的有机盐，得到高质量的纳米晶体。

为了进一步提高上转换发光性能，研究者还常常采用表面修饰、核壳结构等方法对纳米材料进行改性。

在制备过程中，还需要注意控制实验条件，如反应温度、反应时间、溶剂种类等，以实现对纳米材料形貌、尺寸和发光性能的有效调控。

纳米上转换发光材料的合成与表征研究性实验
邢明铭;付姚;张映辉;田莹;殷燕;汪红
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2024(37)2
【摘要】将科研成果融入实验教学,面向本科生开设了“纳米上转换发光材料的合成与表征”研究性创新实验。

实验采用均匀沉淀法合成
Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Ho^(3+)纳米上转换发光材料,利用X射线衍射、透射电子显微镜和上转换发射光谱对材料的结构、形貌和发光性能进行表征,并分析材料粒子尺寸对发光颜色的影响。

实验中包含纳米材料制备、上转换发光性能研究等科研热点内容,涉及物理、化学、材料等多学科知识的交叉融合。

通过实验的学习和操作,有助于激发学生对发光材料和纳米材料的研究兴趣,加深学生对材料合成方法和发光过程的认知,既拓展了学生的眼界和思维,又强化了学生的综合实验技能。

【总页数】5页(P60-64)
【作者】邢明铭;付姚;张映辉;田莹;殷燕;汪红
【作者单位】大连海事大学理学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.423
【相关文献】
1.稀土掺杂YPO4纳米上转换发光材料的制备及表征
2.NaYF4∶Yb,Er/氧化石墨烯纳米复合材料的制备、表征及上转换发光性能
3.YF3:Yb3+,Er3+纳米上转换发光
材料的制备与表征4.Yb3+/Er3+共掺(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)纳米材料的控制合成及其上转换发光性质5.NaYF4:Yb,Tm上转换发光纳米材料的合成及在手印显现中的应用研究
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半导体纳米晶增强NaYF4_Yb,Er上转换发光及其应用研究半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光及其应用研究引言：随着纳米科技的发展和成熟，人们对纳米材料的研究越来越深入。

纳米材料具有与常规材料不同的物理和化学特性，广泛应用于光电子学、生物医学、能源等领域。

纳米晶作为一种典型的纳米材料，具有具有高强度的发光特性，能够通过上转换发射来增强光学信号，并具有极大的应用潜力。

本文将重点研究半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光及其应用的研究进展。

一、NaYF4:Yb,Er纳米晶的物理特性NaYF4:Yb,Er纳米晶是一种重要的上转换荧光材料。

其主要由NaYF4基体和Yb、Er离子组成。

Yb离子能够吸收较短波长的光并将能量转移给Er离子，Er离子在受到激发后能够发射较长波长的光。

纳米晶结构使得掺杂的离子能够更有效地吸收和发射光子，从而增强了上转换发光效果。

二、半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光机制半导体纳米晶可以通过光电效应将吸收的光能量转化为电子，进而与掺杂的Yb、Er离子相互作用，促使上转换发光的发生。

在光束照射下，掺杂Yb和Er离子的电子会从基态跃迁到激发态，通过能级跃迁最终回到基态并发射出高能光子。

半导体纳米晶同时具有较大的表面积和较小的尺寸效应，使得能量密度更高，增强了上转换发光效果。

三、纳米晶增强NaYF4:Yb,Er的应用研究1. 生物医学应用纳米晶增强NaYF4:Yb,Er被广泛应用于生物医学领域。

通过将纳米晶标记在细胞或组织中，可以实现对特定细胞或组织的定位和追踪。

纳米晶的高亮度发光可以提供高对比度的图像，并在分子影像学和生物传感器等方面发挥重要作用。

2. 光学信息存储由于纳米晶增强NaYF4:Yb,Er具有较高的上转换发光效率和较长的寿命，可以应用于光学信息存储领域。

将纳米晶用作记录材料，可以实现高密度、高速度和长寿命的数据储存。

3. 光电能源纳米晶增强NaYF4:Yb,Er也被研究用于光电能源领域。

稀土发光纳米材料在手印显现中的应用进展丁寒【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2024(44)6【摘要】自2000年起,研究人员陆续将一系列新型纳米材料应用到手印显现中,由此衍生了手印纳米显现技术。

显现材料的推陈出新和显现方法的借鉴创新共同促进了手印纳米显现技术的迅速发展。

近十年来,将稀土发光纳米材料应用于手印纳米显现技术的研究报道日益增多,已经逐渐成为该领域的研究热点之一。

基于稀土发光纳米材料的手印显现技术具有对比度强、灵敏度高、选择性佳、毒害性低等突出优势,因此具备重要的理论研究价值和广阔的实践应用前景。

目前,该研究领域的文献报道形式主要为研究类文章,鲜有涉及综述类文章。

该文从显现材料的推陈出新和显现方法的借鉴创新两个方面综述了稀土发光纳米材料在手印显现中的研究进展。

在显现材料的推陈出新方面,总结了基于稀土下转换发光纳米材料、稀土上转换发光纳米材料、复合型稀土发光纳米材料的手印显现应用;在显现方法的借鉴创新方面,总结了基于静电吸附原理、疏水作用原理、化学键合原理、适配体识别原理的手印显现方法。

基于稀土发光纳米材料的手印显现研究呈现出如下发展趋势:显现材料由下转换发光材料向上转换发光材料发展,由单一发光材料向多重发光材料发展,由光致发光材料向功能复合材料发展;显现方法由非特异显现向靶向性显现发展,由痕迹物证的定性显现向遗留物质的定量检测发展,由物理显现向化学显现发展;显现效果由痕迹特征的宏观无损向生物物证的微观无损发展;显现操作由潜在毒害向绿色环保发展;显现评估由主观、片面、定性描述向客观、全面、定量分析发展。

该综述对基于稀土发光纳米材料的手印显现技术提出了如下展望:首先是纳米材料的物理性质对手印显现效果的影响研究,其次是纳米材料的诸多性质对生物物证检验的影响研究,最后是显现原理的广泛借鉴与显现方法的深度开发研究。

【总页数】11页(P1501-1511)【作者】丁寒【作者单位】中国政法大学刑事司法学院【正文语种】中文【中图分类】O657.3【相关文献】1.NaYF_4:Yb,Er上转换发光纳米材料的合成及其在手印显现中的应用2.稀土发光材料显现手印与成像研究进展3.YVO4:Eu发光纳米悬浮液在手印显现中的应用4.NaYF4:Yb,Tm上转换发光纳米材料的合成及在手印显现中的应用研究5.基于碳点的发光材料在潜在手印显现中的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料的合成及其在手印显现中的应用王猛;郭兴家【摘要】采用溶剂热法合成出发光强度较高、颗粒尺寸较小的NaYF4∶ Yb,Er上转换发光纳米材料.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱对上转换发光纳米材料的粒径形貌、晶体结构、发光性能进行表征.将上转换发光纳米材料应用于光滑客体表面汗潜手印的显现,考察了显现方法的对比度、灵敏度、选择性、背景颜色干扰、背景荧光干扰等因素.实验结果表明:与传统荧光粉末显现法相比,该显现方法具有对比度强、灵敏度高、选择性好、背景干扰低等优点.【期刊名称】《辽宁大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(042)002【总页数】7页(P162-168)【关键词】手印显现;纳米材料;发光材料;潜在手印;上转换;稀土【作者】王猛;郭兴家【作者单位】中国刑事警察学院痕迹检验技术系,辽宁沈阳110035;痕迹检验鉴定技术公安部重点实验室,辽宁沈阳110035;辽宁大学化学院,辽宁沈阳110036【正文语种】中文【中图分类】O614.33;O611.4;D918.91手印显现是通过物理或化学反应将遗留在客体上的潜在手印变成可见手印的过程，是集成了物理学、化学、生物学等多门自然学科的实用性技术.粉末显现法是一种传统、有效、应用广泛的手印显现方法，具有成本低廉、操作简单、省时高效等优点，堪称手印显现技术中的经典方法[1].粉末显现法通常被用于显现光滑非渗透、半渗透及某些渗透性客体表面新鲜、较新鲜的潜在手印.长期以来，粉末法显现法一直是刑侦人员在现场勘查中最常用的一种显现潜在手印的方法.目前，粉末显现法中使用的粉末主要有金属粉末、磁性粉末、荧光粉末等.随着纳米科技的发展，将稀土纳米发光材料应用于手印显现的相关研究已经引起了国内外研究人员的广泛关注[2-4].稀土纳米发光材料的发光强度高、光稳定性好，能够对手印显现的检测信号起到放大增强的作用，使显现后的手印和客体背景之间产生较大的对比反差，有利于提高手印显现的对比度.稀土纳米发光材料的颗粒尺寸较小、比表面积较大、粉末外观细腻，能够反映出更多的手印细微特征，有利于提高手印显现的灵敏度.稀土纳米发光材料的表面修饰方法丰富且技术成熟，能够操控稀土纳米发光材料的表面性能，进而调节纳米粉末与手印物质及客体之间的吸附状况，有利于提高手印显现的选择性.但是，传统稀土纳米发光材料的发光基本要依靠紫外光的激发，由于紫外光的能量较高，同时也会激发客体本身产生荧光(即背景荧光).背景荧光的出现会严重干扰手印显现的检测信号，最终导致手印显现的对比度降低.稀土上转换发光纳米材料是一种特殊的稀土发光材料，它可以通过多光子机制将低能量的长波辐射转变为高能量的短波辐射[5-7]，它的出现为降低手印的背景荧光干扰显现提供了一条崭新的思路.稀土上转换发光纳米材料可以在红外光的照射下产生可见荧光，红外光的能量较低，不会引起客体产生自体荧光，进而提高了手印显现的抗背景干扰能力.鉴于此，本研究采用溶剂热法合成出了性能优良的NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料，并将其应用到传统的粉末显现技术中、对传统显现方法进行改良，使传统显现方法兼具高对比度、高灵敏度、高选择性、低背景颜色干扰和低背景荧光干扰.氧化钇(99.99%)、氧化镱(99.99%)、氧化铒(99.99%)、浓硝酸(优级纯)、硬脂酸(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、油酸(分析纯)、氟化钠(优级纯)、无水乙醇(分析纯)、三氯甲烷(分析纯)，以上化学试剂购自国药集团化学试剂有限公司(沈阳).实验中使用的水均为去离子水.称取0.880 7 g氧化钇、0.394 1 g氧化镱和0.038 3 g氧化铒于烧杯中，向其中加入20 mL浓硝酸，加热并搅拌使氧化物粉末溶解形成硝酸盐，继续加热至近干，挥发掉过量硝酸得到稀土硝酸盐粉末.将稀土硝酸盐粉末用80 mL无水乙醇溶解并转移到500 mL三口烧瓶中，再向其中加入8.534 4 g硬脂酸，将体系温度升高至50 ℃使硬脂酸溶解.然后将温度进一步升高至78 ℃并回流，在磁力搅拌下向三口烧瓶中缓慢滴加20 mL含1.190 0 g 氢氧化钠的乙醇溶液，滴加时间约为30 min.滴加完毕，继续恒温回流40 min，得到白色悬浊液.将悬浊液减压抽滤，用水洗涤2次、乙醇洗涤1次，滤饼在60 ℃干燥箱中烘干12 h，得到稀土硬脂酸盐前驱体.向一烧杯中加入10 mL水、15 mL无水乙醇和5 mL油酸，搅拌后形成均一溶液.然后，向其中加入0.957 7 g稀土硬脂酸盐前驱体和0.209 9 g氟化钠，混合物在超声辅助下充分搅拌15 min，形成均一的悬浊液.将此悬浊液转移到水热合成反应釜中，在180 ℃下反应24 h.反应结束后，待体系温度降至约60 ℃，打开反应釜外盖，弃上层清液，向产中加入氯仿-乙醇混合溶剂(体积比1∶6)，离心分离产品得白色粉末.将该粉末用水-乙醇混合溶剂(体积比1∶2)洗涤3次.将洗涤后的粉末放入60 ℃干燥箱向中烘干12 h，得到NaYF4∶YbYb,E r上转换发光纳米材料.采用TECNAI20型透射电子显微镜(TEM，美国FEI公司)观察纳米材料的尺寸形貌；采用X’Pert Pro型多晶X射线衍射仪(XRD，荷兰PANalytical公司)表征纳米材料的晶体结构；采用LS-55型荧光光谱仪(美国Perkin Elmer公司)检测纳米材料的上转换发光性能.将手洗干净后自然晾干，在不同客体表面按捺数枚新鲜汗潜手印，待用.用鹳毛刷蘸取少量NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米粉末，沿着客体表面手印部位轻轻扫动，当发现手印纹线后，弹掉毛刷上的粉末，然后顺着纹线的流向刷显至纹线清晰为止.将显出的手印样品置于980 nm红外光下观察、拍照.图1为NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料的TEM照片.可以看出，纳米材料的微观形貌为球形，尺寸均一，具有良好的单分散性.经测量，纳米颗粒的平均粒径约为75 nm，其尺寸完全满足手印显现的需要. 图3a为NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料在980 nm红外光激发下的发射光谱，谱图中在521 nm、540 nm、654 nm处出现了三个较尖锐的发射峰，分别对应于Er3+离子的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2、4F9/2→4I15/2能级跃迁[8].从插图可以看出，NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料为白色粉末(图3b)，在980 nm红外光照射下可以发射明亮的绿色发光(图3c)，其发光强度完全满足手印显现的需要.粉末显现法是利用汗液、油脂等手印遗留物质与粉末之间的吸附力，使粉末吸附于手印遗留物质表面，从而实现潜在手印的显现.从理论上推断，将上转换发光纳米材料用于手印显现能够有效提高显现的对比度、灵敏度、选择性、抗背景干扰能力.本研究将NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料应用于传统粉末显现法中，并与使用市售荧光粉末的显现效果进行对比，考察手印显现的对比度、灵敏度、选择性、抗背景颜色干扰性能、抗背景荧光干扰性能.2.2.1 对比度的考察本研究分别使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料以及市售绿色荧光粉末对玻璃表面的潜在手印进行显现，并考查两种手印显现方法的对比度.如图4所示，使用上述两种粉末显现的手印都可以在各自激发光的照射下发射出明亮的绿光，乳突纹线部位与黑色客体背景之间的对比反差较大，纹线清晰连贯.以上现象说明，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料和市售绿色荧光粉末，均可以明显提高手印显现的对比度.2.2.2 灵敏度的考察本研究分别使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料以及市售绿色荧光粉末对玻璃表面的潜在手印进行显现，并考查两种手印显现方法的灵敏度.如图5所示，使用市售绿色荧光粉末显现手印，只能观察到很小一部分汗孔特征，清晰度不高(图5a-b)；使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米粉末显现手印，能够明显观察到汗孔特征，清晰度高(图5c-d).以上现象说明，NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料本身细小的颗粒粒径有利于保护细微特征不被掩盖，进而使手印显现具有较高的灵敏度.2.2.3 选择性的考察本研究分别使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料以及市售绿色荧光粉末对玻璃表面的潜在手印进行显现，并考查两种手印显现方法的选择性.如图6所示，使用市售绿色荧光粉末显现手印，乳突纹线部位吸附了荧光粉末并产生绿色荧光，但小犁沟及皱纹部位也吸附了部分荧光粉末并产生绿色荧光(图6b)，手印与客体背景之间的对比反差不高，显现的选择性较低；使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现手印，乳突纹线部位吸附了纳米粉末并产生绿色发光，而小犁沟及皱纹部位则与客体背景颜色一致，手印与客体背景之间的对比反差很高，手印显现的选择性较高.另外，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现手印的纹线清晰连贯、细节特征明显，鉴定价值较高.以上现象说明，NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料本身细小的粒径和适宜的吸附能力有利于促进手印物质与纳米颗粒之间的选择性吸附，进而使手印显现具有较高的选择性.2.2.4 背景颜色干扰的考察本研究分别使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料以及市售绿色荧光粉末对理石表面的潜在手印进行显现，并考查两种手印显现方法的抗背景颜色干扰能力.如图7所示，使用上述两种粉末显现的手印都可以在各自激发光的照射下发射出明亮的绿光，乳突纹线部位与复杂颜色花纹的客体背景之间对比反差较大，纹线清晰连贯、细节特征明显，其显现效果没有受到复杂颜色花纹的干扰.通过对比图7b和图7d可以看出，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现手印的对比度更高，抗背景颜色干扰能力更强.以上现象说明，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现手印，可以有效克服复杂颜色花纹所带来的背景干扰.2.2.5 背景荧光干扰的考察本研究分别使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料以及市售绿色荧光粉末对50元人民币表面的潜在手印进行显现，并考查两种手印显现方法的抗背景荧光干扰能力.如图8a-b所示，50元人民币在254 nm紫外光的照射下会产生明亮的黄色背景荧光，使用市售绿色荧光粉末进行显现会受到背景荧光的严重干扰(图8c)，导致手印某些部位的无法清晰显现.而980 nm红外光的能量较低，不会激发客体产生背景荧光，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料进行显现，能够有效避免背景荧光的干扰(图8d)，从而得到清晰的显现效果.以上现象说明，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现手印，可以有效克服客体荧光所带来的背景干扰.渗透性客体表面潜在手印的显现通常采用化学方法，如硝酸银显现法、茚三酮显现法、DFO显现法等，而粉末法一般不适用于显现渗透性客体表面的潜在手印.本研究尝试了人民币等渗透性客体表面新鲜汗潜手印的显现，实验结果表明，使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料对具有复杂图案及背景荧光的人民币表面汗潜手印进行显现，其显现效果较为理想.说明该纳米粉末对于某些光滑渗透性客体表面新鲜汗潜手印的显现具备一定优势.综上所述，NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料可应用于一般光滑非渗透性客体以及某些光滑渗透性客体表面汗潜手印的显现，具有适用范围广的优点.采用溶剂热法在水-乙醇-油酸的混合溶剂中合成出性能优良的NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料.该上转换发光纳米材料的微观形貌为球形、单分散性较好、平均粒径约为75 nm，晶体结构为六方NaYF4晶型，在980 nm红外光的激发下能够发射出较强的绿光.将NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料成功用于常见光滑非渗透性客体以及某些渗透性客体表面汗潜手印的粉末法显现，该显现方法除了具备传统粉末显现法操作简便、省时高效、适用性广等优点外，还具有灵敏度高、对比度强、选择性好、背景干扰低等一系列优点.使用NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料显现的手印纹线清晰连贯、细节特征明显、对比反差强烈，鉴定价值较高.因此，本研究中合成的NaYF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料在公安一线实践中具有广阔的应用前景.【相关文献】[1] Sodhi G S,Kaur J.Powder method for detecting latent fingrprints:a review [J].Forensic Sci Int,2001,120(3):172-176.[2] Ma R L,Shimmon R,McDonagh A,et al.Fingermark detection on non-porous andsemi-porous surfaces using YVO4:Er,Yb luminescent upconverting particles[J].Forensic Sci Int,2012,217(1-3):e23-e26.[3] Ma R L,Bullock E,Maynard P,et al.Fingermark detection on non-porous and semi-porous surfaces using NaYF4:Er,Yb up-converter particles[J].Forensic Sci Int,2011,207(1-3):145-149.[4] Wang J,Wei T,Li X Y,et al.Near-infrared-light-mediated imaging of latent fingerprints based on molecular recognition[J].Angew Chem Int Ed,2014,53(6):1616-1620.[5] Auzel F.Upconversion and anti-Stokes processes with f and d ions in solids[J].Chem Rev,2004,104(1):139-173.[6] Wang M,Abbineni G,Clevenger A,et al.Upconversion nanoparticles:synthesis,surface modification and biological applications[J].Nanomedicine:NBM,2011,7(6):710-729.[7] Haase M,Schafer H.Upconverting nanoparticles[J].Angew Chem IntEd,2011,50(26):5808-5829.[8] Wang M,Liu J L,Zhang Y X,et al.Two-phase solvothermal synthesis of rare-earth doped NaYF4upconversion fluorescent nanocrystals[J].Mater Lett,2009,63(2):325-327.。

上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用的开题报告一、研究背景与意义：随着纳米材料科学技术的不断发展，纳米颗粒作为一种重要的纳米材料已经成为了当前材料领域的研究热点之一。

纳米颗粒具有较大比表面积、较高表面能、量子尺寸效应等显著特性，这些特性使得纳米颗粒在药物输送、光学成像、生物检测等方面拥有广阔的应用前景。

其中，上转换纳米颗粒是近年来研究的一种新型纳米颗粒，它具有纳米材料的特性，又能将原本的低能量光转化为高能量光，这使得它在光动力学治疗、细胞成像等方面具有特殊优势。

目前，上转换纳米颗粒的制备和应用方面还存在一些问题和挑战，因此探究上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用具有重要的研究意义和应用价值。

二、研究内容：本课题拟研究上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用。

具体内容包括：1、上转换纳米颗粒的制备方法及性质分析：通过文献综述和实验方法探究上转换纳米颗粒的制备方法，并对其形貌、物理性质进行性质分析，阐明其结构和性质的关系。

2、纳米颗粒在光动力学治疗中的应用研究：以常见的肿瘤治疗为例，探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中的应用机制、疗效评价等方面的研究，验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。

3、纳米颗粒在生物检测中的应用研究：以细胞成像为例，探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景，结合实验验证，评价其在生物检测中的应用效果。

三、预期成果：本课题的预期成果包括：1、制备合适的上转换纳米颗粒，并对其形貌和性质进行分析，揭示其结构与性质之间的关系。

2、探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中应用的机制和疗效评价，验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。

3、探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景，结合实验验证，评价其在生物检测中的应用效果。

四、研究难点和挑战：上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用涉及诸多方面的知识和技术，研究过程中可能会面临以下难点和挑战：1、纳米颗粒的制备方法优化：上转换纳米颗粒的制备方法不易控制，需要优化方法，从而得到分散度好、稳定性高的纳米颗粒材料。

上转换纳米颗粒的发光机理、制备及生物应用进展李静芝;高志贤;李双;赵旭东;秦英凯;刘辉;韩铁【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2022(36)14【摘要】稀土掺杂的上转换纳米颗粒(UCNPs)是一类吸收长波近红外光子并发射短波紫外可见光子的新型荧光标记材料,即其能够有效地将两个或多个低能光子转换成高能光子。

UCNPs克服了传统荧光标记材料的灵敏度低、光稳定性差等缺点,成为有前途的传统标记材料的替代物之一。

近红外激发的UCNPs具有反斯托克斯位移大、对生物组织损伤小、组织穿透能力强、转换效率高、无背景荧光干扰以及无光漂白效应等诸多优点。

其由于突出的优点、独特的光学性能,在很多领域成为研究的新热点,尤其是在生物传感、成像、靶向给药和光动力学治疗以及生物检测分析应用中显示出巨大的潜力。

本文简要介绍了UCNPs的组成、发光机理以及主要合成方法;在此基础上,重点综述了UCNPs在传感、成像和治疗应用方面的最新研究进展,最后合理地分析了UCNPs目前存在的不足,并展望了其未来的发展方向。

【总页数】11页(P94-104)【作者】李静芝;高志贤;李双;赵旭东;秦英凯;刘辉;韩铁【作者单位】军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所;兰州大学公共卫生学院【正文语种】中文【中图分类】TQ133.3;TQ422【相关文献】1.多巴胺修饰制备亲水性NaYF4：Yb，Er上转换发光纳米颗粒2.稀土上转换发光纳米材料的制备及生物医学应用研究进展3.上转换发光氟化物纳米颗粒的制备及性能研究4.ZnO∶Er/Yb不同形貌纳米颗粒的制备与上转换发光性质研究5.多光子发光的稀土上转换纳米颗粒在生物光子学中的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

上转换发光材料显现指纹技术的研发与应用展望马荣梁;赵国辉;朴相杰;陈江【摘要】上转换发光,是指长波长的光辐射转换为短波长的光辐射的过程,对非渗透性客体上背景有荧光或图案花纹干扰的手印显现,是实际案件中经常遇到的难题,常规荧光显现方法效果较差,而上转换发光对此有巨大的潜力.本文对上转换发光材料在疑难背景上手印显现的原理、条件、现状以及未来发展方向进行了系统的阐述.【期刊名称】《刑事技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P8-11)【关键词】手印显现;上转换发光;荧光方法;非渗透性客体;502;粉末法;悬浮液法;功能分子【作者】马荣梁;赵国辉;朴相杰;陈江【作者单位】公安部物证鉴定中心,北京 100038;北京市公安局西城分局,100032;吉林省延吉市公安局刑警支队,133000;广东省深圳市公安局龙华分局,518109【正文语种】中文【中图分类】DF794.11 荧光技术的优缺点荧光技术是最重要的指纹显现方法之一，相对于常规方法，它灵敏度高，并且能够在一定程度上去除背景的干扰，因此被广泛应用于各种客体上的手印显现［1-3］。

例如DFO和茚二酮是渗透性客体上手印显现的最重要方法之一［4］；罗丹明6G 和Basic Yellow（与502熏显配合使用）等方法是非渗透性客体上手印显现的最重要方法，此外还有多种其他荧光试剂等［5-17］。

但是，在某些情况下，当背景荧光覆盖或者与荧光试剂的主要发射峰重合时，或者背景有严重的文字图案干扰时，或者背景颜色为深色，吸收大部分入射光光线时，传统的荧光方法对此是无能为力的［18-19］。

而这些情况在实际案件中是非常常见的，因此如何解决这种背景干扰，许多人对此进行了很多尝试，但是这些方法大多效果并不理想，或者需要复杂的仪器设备，以至于限制了其进一步应用，如时间解决与相解决技术［20-25］，以及光谱成像技术等［26］。

在这种情况下，人们最终想到了上转换发光技术。