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稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子具有光穩(wěn)定性好、以近紅外激光作為激發(fā)源等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是，稀土上轉(zhuǎn)換納米材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率仍有待增強(qiáng)，水溶性與生物相容性也需要提高。以稀土氟化物為研究對象，對提高水溶性氟化物納米晶上轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行研究。

先制備PEG-4000包覆的NaYbF4:Tm3+水溶性納米粒子。納米粒子為白色粉末，加入水后可以形成澄清的溶液。未修飾時(shí)，將納米粒子放入環(huán)己烷和去離子水的混合溶液中，溶液分層，用980nm激光照射時(shí)上層環(huán)已烷溶液發(fā)光，下層水中觀察不到上轉(zhuǎn)換發(fā)光，表明修飾前的納米粒子可以很好的分散在有機(jī)溶液(環(huán)已烷)中。修飾PEG-4000后，將納米粒子放入環(huán)已烷和去離子水的混合溶液中，用980nm激光照射時(shí)，下層水溶液發(fā)光，上層環(huán)已烷中觀察不到上轉(zhuǎn)換發(fā)光。表明修飾PEG 4000后，PEG-4000 分子鏈的作用使得納米粒子具有親水性，可以分散在水中形成均勻溶液。
為了進(jìn)一步分析PEG-4000包覆的效果，我們采用壓片法測試了NaYF4:Yb3+/Er3+的傅里葉紅外光譜，如上圖所示：在3445cm，2919cm, 2851cm附 近有較強(qiáng)的峰，分別對應(yīng)PEG-4000中O-H鍵及C-H鍵的特征吸收從而證明在樣品表面包覆上了PEG-4000。將修飾的納米粒子置于水溶液中，將水溶液放于石英比色皿中，對氟化物納米晶水溶性修飾和液相中的熒光性質(zhì)


在用溶劑熱方法制備.上轉(zhuǎn)換納米粒子的過程中，納米粒子在油酸(OA)環(huán)境中生長，因此制備的納米粒子表面為疏水的有機(jī)基團(tuán)(油酸)，導(dǎo)致合成的納米粒子不能溶解在水溶液中，在應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)時(shí)，不能順利進(jìn)入生物組織內(nèi)，也容易在細(xì)胞膜表面沉積影響其在生物細(xì)胞中正常發(fā)揮作用。為了使稀土發(fā)光納米粒子達(dá)到生物應(yīng)用的目的，必須對納米粒子表面采用水溶性配體進(jìn)行修飾。采用兩種方法(一步合成法與兩步合成法)，以聚乙二醇(PEG)和聚乳酸聚乙二醇為水溶性配體，對稀土上轉(zhuǎn)換納米晶進(jìn)行了修飾，得到可良好分散于水中的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料。

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