导读:本文包含了稀土氟化物论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:稀土,氟化物,纳米,成法,荧光,形貌,微粒。
稀土氟化物论文文献综述
陆溪波,蔡江林,徐美娥,陈宇菲[1]（2019）在《稀土氟化物纳米材料的两种合成方法》一文中研究指出稀土氟化物作为光学基质材料,在稀土发光材料中起着重要的作用。因此,稀土氟化物的合成方法一直备受关注。文章综述了近几年以来合成稀土氟化物纳米晶体常用的方法。(本文来源于《化工管理》期刊2019年26期）
李小龙[2]（2019）在《光/磁多功能稀土氟化物纳米材料的可控制备、性能调控及应用研究》一文中研究指出近年来,稀土发光纳米材料作为新一代纳米荧光探针,由于其特殊的物理化学性能,包括窄带发光峰、低自发荧光、生物光损伤小、高光学与化学稳定性和信噪比等优点在光学器件和生物成像等领域备受关注。尤其是稀土氟化物纳米材料因其具有高的折射率、低的声子能量和低制备工艺要求等特点成功应用于光学通信、生物成像、肿瘤的早期诊断和治疗等诸多领域。在现有的肿瘤成像检测手段中,计算机断层扫描成像(Computed Tomography,CT)和磁共振成像(Magnetic Resonance,MR)以及光学成像因其各自的优点而深受广大研究者的青睐。众所周知,光学成像的灵敏度高,可实现对生物组织甚至细胞的信息检测,但是低空间分辨率和组织穿透深度不足妨碍了它的广泛应用,这些成像不足恰巧可以通过具有深层次组织穿透能力的CT成像和高分辨率特点的MR成像来弥补。因此,构建一种集光学成像、CT成像和MR成像于一体的高效率且高灵敏性的多功能纳米探针,将有助于提升疾病诊断的准确率甚至可以实现微小肿瘤的早期检测。此外,与传统的放射疗法、化学疗法、外科手术等治疗手段相比,光热治疗作为新一代的微创型肿瘤治疗手段,具有灵敏、高效和副作用低等优点,这也使的该治疗手段在肿瘤治疗中广受研究者的关注。基于以上陈述,本论文旨在构建结构可控,性能可调的多功能稀土氟化物纳米材料,并将其应用于单模态/多模态生物成像和微小肿瘤探测。随后我们通过一步修饰法将具有光热效果的盐酸多巴胺(PDA)光热剂嫁接到稀土氟化物纳米材料上,成功实现成像与治疗一体化的多功能纳米治疗平台的构建和应用。本论文主要研究内容和研究结果如下:(1)以聚乙二醇(PEG)为表面活性剂,通过水热法成功制备了不同Mn~(2+)掺杂的颗粒状NaYF_4上转换纳米晶,并系统研究该纳米晶的结构、晶相、尺寸以及发光性能。研究结果表明,通过Mn~(2+)掺杂不仅可以实现NaYF_4纳米晶晶相的改变,而且还可以实现发光颜色的调控。进一步研究表明Mn~(2+)掺杂还可以提高NaYF_4纳米晶的红光和绿光的发射强度比,红绿比从1.79提升到了10.71。(2)通过简单的油酸水热法成功制备了单分散性的BaYbF_5:Gd/Er上转换纳米晶,并经过盐酸处理法将油溶性的纳米晶转化为水溶性纳米晶成功应用于生物成像。上转换光学生物成像证明BaYbF_5:Gd/Er上转换纳米晶可以作为理想的光学生物成像纳米探针。体内CT成像结果揭示该纳米晶也是很好的CT成像造影剂。T_1加权体外MRI成像结果表明该纳米晶具有相对较大的纵向弛豫值(1.053 mM~-11 s~(-1)),很适合应用于T_1加权MRI生物成像。因此,该纳米晶可以成功实现多功能生物成像的应用。(3)成功构建了X-ray激发的不同Tb~(3+)掺杂的NaYF_4:Gd纳米棒闪烁体,并对其发光性能、发光原理以及发光应用进行仔细地研究。研究结果表明该纳米晶闪烁体的发光强度与Tb~(3+)的掺杂浓度、X-ray的激发功率和辐射时间有着密切的关系。15%的Tb~(3+)浓度掺杂为纳米晶闪烁体的最优掺杂且发光强度与X-ray的激发功率和辐射时间成正相关。这种X-ray激发的纳米闪烁体有望促进更深层次组织的生物成像和光动力学治疗应用的发展。(4)采用聚丙烯酸(PAA)改性法成功制备了水溶性NaLuF_4:Gd/Nd纳米棒。详细地探索了该纳米晶的晶相、尺寸、形貌和发光性能随Nd~(3+)掺杂浓度改变的变化规律,并将其成功应用于微小肿瘤检测,腹部和脑部血管成像以及X-ray成像。(5)通过将盐酸多巴胺(PDA)嫁接到稀土氟化物纳米晶上,成功构建了一种成像与治疗一体化的核壳结构的复合纳米材料。系统地对该复合材料的晶相、尺寸和形貌进行表征,以及光学/热学性能探究和组织病变检测,并成功实现基于核壳结构纳米晶的肿瘤异常血管检测和肿瘤治疗的多功能成像应用。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2019-06-01）
刘玲[3]（2019）在《石墨烯量子点-稀土氟化物复合材料的制备及光学性能研究》一文中研究指出稀土元素可以通过4f或4f-5d跃迁表现出强烈的荧光发射,与普通元素相比具有无可比拟的光谱特性,稀土发光材料也因其极具特色的发光性质受到了热切关注。其中稀土上转换发光材料采用近红外光激发,具有辐射损伤低、穿透能力强、自体荧光弱等优势,被认为是新一代的生物光学探针。目前所合成的稀土发光材料存在功能性不强、上转换发光效率不高等问题,限制了它在生物医学领域的应用。石墨烯量子点是另一种极具前景的纳米光学材料,具有水溶性好、易功能化的特点。然而,石墨烯量子点通常采用紫外光激发产生可见光,会产生大的背景荧光干扰且对生物体损伤大,导致应用受限。因此,将石墨烯量子点与稀土发光材料有效复合,实现它们在性能上的“优势互补”,并对两者之间的作用机理开展研究具有重要的现实意义。以柠檬酸为碳源、组氨酸为功能化试剂,通过一步热解法制备组氨酸功能化石墨烯量子点。合成的石墨烯量子点片边缘含有丰富的咪唑基团,可以与稀土金属离子形成稳定配合物,为之后复合物的制备奠定了基础。继续引入己二胺功能化试剂,制备了组氨酸-己二胺双功能化石墨烯量子点。研究表明,制备的石墨烯量子点尺寸约2.9 nm,厚度为1-2层石墨烯层。己二胺的引入使得石墨烯片边缘含有大量氨基。氨基具有较强的供电子效应,可提高石墨烯片中的电荷密度,有利于提高石墨烯量子点的发光效率。此外,氨基可通过酰胺化反应与羧基化DNA偶联,为进一步在生物领域应用提供了便利。以组氨酸功能化石墨烯量子点为稳定剂水热合成了石墨烯量子点@NaTbF_4复合材料。研究表明,NaTbF_4为六方相晶体,石墨烯量子点以共价键方式包覆于NaTbF_4表面,粒子尺寸仅为4-6 nm。小的尺寸和丰富的亲水基团使它易分散于水中,分散液具有优异的稳定性。NaTbF_4吸收光谱与石墨烯量子点发射光谱存在较大重迭,且距离极短,它们的复合诱导了显着的荧光共振能量转移。与单独的石墨烯量子点相比,石墨烯量子点@NaTbF_4复合材料的荧光强度增加超过7倍。复合物材料能与Cu~(2+)配位产生明显的荧光猝灭,猝灭的荧光又可被组氨酸恢复。基于以上行为,建立一种“开-关”型组氨酸荧光检测方法。组氨酸浓度在1.0×10~(-6)-2.0×10~(-4) mol·L~(-1)之间峰荧光强度随组氨酸浓度的增加而线性增大。方法检出限达到3.8×10~(-7) mol·L~(-1)(S/N=3),对无机离子和天然氨基酸有良好的选择性,成功用于人体尿液中组氨酸检测和宫颈癌细胞(Hela细胞)成像。以组氨酸-己二胺双功能化石墨烯量子点为稳定剂水热合成了石墨烯量子点@NaYF_4:Yb,Er纳米复合物。结果表明,复合物具有良好的水溶性,粒径为11.5 nm。石墨烯量子点对近红外激发光有较强吸收能力,可作为“天线”集中捕获光子能量并转移给上转换纳米粒子,导致上转换发射显着增强。将复合物光学探针用于构建检测癌胚抗原的上转换生物传感纳米平台。首先,连接DNA(LDNA)共价连接到复合物表面。其次,发夹DNA(Hp)修饰的金纳米粒子与LDNA修饰的复合物通过DNA杂交化反应形成缀合物,二者之间发生荧光共振能量转移,有效猝灭了复合物的上转换发射。最后,纳米缀合物上的Hp被信号DNA(SDNA)特异性打开,导致猝灭的上转换荧光发射迅速恢复。此外,利用核酸外切酶Ⅲ辅助的目标循环放大策略生成SDNA,同时释放癌胚抗原。被释放的癌胚抗原能够继续参与循环产生更多SDNA,使得信号显着放大。该生物传感器在检测癌胚抗原方面具有良好的分析性能,线性范围为5.0×10~(-17)-1.0×10~(-8)g·mL~(-1),检测限低至2.4×10~(-17) g·mL~(-1)(S/N=3),且具有较高的特异性,成功用于人血清中癌胚抗原的分析检测。(本文来源于《江南大学》期刊2019-06-01）
陆伟[4]（2019）在《聚多巴胺包裹的稀土氟化物多功能诊疗探针的设计及应用》一文中研究指出生物纳米医学方面迫切地需要开发具有成像和治疗功能的高生物相容性诊疗探针。多功能诊疗探针通过整合成像诊断和治疗功能于一个纳米平台,能够实现肿瘤诊断和治疗的一体化,优化治疗时间,提高治疗效率并减少副作用。因此,多功能诊疗探针的开发对于肿瘤的早期诊断治疗至关重要。目前,设计合成更加高效的多功能诊疗探针,实现成像介导的肿瘤有效治疗已成为恶性肿瘤诊疗过程中面临的一大挑战。稀土氟化物纳米材料由于具有可控制备、易于表面修饰及生物相容性好等优势,使其在生物医学领域具有广阔的应用前景。因此,本文基于Dy掺杂的NaGdF_4构建了一种用于T_1/T_2-加权MRI和CT成像介导PTT的新型多功能诊疗探针(NaGdF_4:Dy@PPF),评价了该诊疗探针的生物毒性、成像性能、肿瘤治疗及体内分布代谢情况。本文利用高温热解法制备了粒径均匀的Dy掺杂NaGdF_4纳米粒子NaGdF_4:Dy-OA(7.59±0.17 nm)。通过多巴胺在氧气及碱性条件下的自聚合在NaGdF_4:Dy-OA表面包裹一层聚多巴胺(PDA)外壳。为了提高纳米探针生物相容性和肿瘤靶向性,采用NH_2-PEG~(2k)和叶酸对其表面进行功能化修饰,最终获得具有核-壳结构的多功能诊疗探针NaGdF_4:Dy@PDA-PEG-FA(NaGdF_4:Dy@PPF)。MTT测定、组织学分析、小鼠体重变化和体内分布代谢研究表明该诊疗探针具有相对低的细胞毒性及可忽略的组织损伤,且经过一段时间该诊疗探针最终能够通过肝胆系统代谢排出体外。由于PDA壳层强的NIR吸收,该诊疗探针可以通过808 nm激光有效触发。将NaGdF_4:Dy@PPF溶液于1.5 W cm~(-2)的808 nm NIR激光下辐照,实验结果表明所制备的诊疗探针具有优异的光热转换性能(为32.3%)及光热稳定性,具备作为潜在的PTT剂的能力。NaGdF_4:Dy@PPF不仅具有显着的纵向弛豫效率(r_1=1.27 mM~(-1)s~(-1))和横向弛豫效率(r_2=126.0 mM~(-1)s~(-1)),同时也具有强的X-射线消光性能(43.56 HU L g~(-1))。体内T_1/T_2-加权MRI和CT成像结果表明,注射诊疗探针24 h后肿瘤部位成像效果显着。令人鼓舞的是,在给药后通过808 nm激光(1.5 W cm~(-2))辐照能有效抑制肿瘤生长,实现肿瘤的治疗。综上所述,该诊疗探针将成像和治疗功能整合于同一纳米平台,且结合了T_1/T_2-加权MRI和CT叁种不同成像模态的优势,弥补了单一模态成像的不足,能够更好地引导光热治疗的进行,为肿瘤的早期诊断及治疗提供了新的平台。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
明红[5]（2019）在《新型Mn~(4+)掺杂稀土氟化物红色荧光粉的合成、形貌及其发光性能研究》一文中研究指出白光发光二极管(LED)由于其具有节能、高效、环保和寿命长等优点,被认为是新一代的绿色照明光源。目前,市场上主流的白光LED是基于InGaN蓝光芯片结合商业化Y_3Al_5O_(12):Ce~(3+)(YAG:Ce~(3+))黄色荧光粉制造的。然而,这种封装类型的白光LED具有高色温(CCT>4500 K)和低显色指数(CRI,Ra<80)的缺点,严重限制了其在高端室内照明和广色域背光源显示中的应用。为了改善该类型白光LED器件的光色品质,往器件中添加红色荧光粉被认为是行之有效的解决方案。Mn~(4+)掺杂氟化物红粉主吸收波长(~460 nm)与蓝光芯片匹配,发射出位于人眼敏感范围内的窄带红光(~630 nm),且发光效率高、色纯度高,合成简单,已快速发展成为新一代白光LED商用红光候选材料。然而,迄今为止,该类荧光粉依然存在着粉体产率低和形貌差问题,严重限制其进一步发展。为此,本课题研究在总结现有Mn~(4+)激活氟化物红粉的基础上,从基质结构角度出发,创新性地引入稀土元素,选择类构的新体系K_2AScF_6(A=K,Na)稀土氟化物为研究对象,旨在设计合成出高效、高产率、形貌规则可控的Mn~(4+)激活氟化物红光材料,以满足高品质白光LED器件应用。研究内容和结果如下:(1)采用两步共沉淀法合成了一种形貌规则、均一且形态可控的新型K_3ScF_6:Mn~(4+)红色荧光粉。该红色荧光粉具有立方结构,空间群为Fm3?m,晶格常数a=b=c=8.4859(8)?,晶胞体积V=611.074(2)?~3,Mn~(4+)占据Sc~(3+)晶格位点位于扭曲的[ScF_6]八面体中心。密度泛函理论(DFT)计算表明K_3ScF_6具有约为6.15 eV的宽的能带隙,为容纳Mn~(4+)能级提供了足够的带隙空间。通过调控Mn~(4+)的掺杂量,K_3ScF_6:Mn~(4+)实现了由立方体到锥状八面体的形态转变。在蓝光照射下,K_3ScF_6:Mn~(4+)展现出超高色纯度的线性红色荧光(~631 nm),量子效率为67.18%。其最佳合成条件为反应温度60℃,反应时间2 h,Mn~(4+)掺杂量0.97 mol%。另外,K_3ScF_6:Mn~(4+)具有优异的热循环性能。基于所合成的K_3ScF_6:Mn~(4+)红粉成功封装了一个低色温(3250 K)、高显色指数(86.5)的暖白光LED器件。(2)通过改变A位碱金属阳离子的组成,合成了一种具有超高产率、均一球形形貌的新型K_2NaScF_6:Mn~(4+)红色荧光粉。该红色荧光粉的晶体结构与K_3ScF_6一致,Mn~(4+)占据Sc~(3+)晶格位点位于高度扭曲的[ScF_6]八面体中心,且Mn~(4+)的掺杂会引起少量的碱金属阳离子空位缺陷,造成晶格萎缩。与K_3ScF_6相比,K_2NaScF_6拥有更宽的能带隙(~6.46eV),保障了Mn~(4+)能级在主带隙中的位置。Mn~(4+)在K_2NaScF_6晶格中遭受了强晶体场强度的影响和微弱的电子云重排效应。此外,K_2NaScF_6:Mn~(4+)红色荧光粉具有超高的粉体产率(~100%)和极窄尺寸分布(~1.17μm)的均一球形形貌,并且过量的KHF_2和K_2NaScF_6基质的低溶解度是K_2NaScF_6:Mn~(4+)红粉超高产率的关键。在蓝光激发下,K_2NaScF_6:Mn~(4+)红粉展现出具有强烈零声子线(ZPL)发射的窄带红色荧光,最强峰位于630 nm,量子效率为70.3%。Mn~(4+)的最佳掺杂量为1.94 mol%,而且其ZPL强度可通过调节Mn~(4+)掺杂量实现调控。同时,K_2NaScF_6:Mn~(4+)红粉显现出微弱的热猝灭行为,在425K时,其发光强度仍然有最初的82%。基于所合成的K_2NaScF_6:Mn~(4+)红粉成功封装了两个具有超宽色域(LED-1:126.3%的NTSC色域值和94.3%的Rec.2020色域值;LED-2:130.9%的NTSC色域值和97.8%的Rec.2020色域值)的显示用白光LED器件。(本文来源于《江西理工大学》期刊2019-05-01）
熊杰[6]（2019）在《稀土氟化物及磷酸盐材料的制备及其多色荧光性质研究》一文中研究指出近年来,稀土离子掺杂的发光材料因其在固态激光器、太阳能电池、荧光探针和许多其他领域中的潜在应用而引起了很多关注。由于稀土元素独特的电子配置,因此具有丰富的能级,并且可以选择和设计这些能级以吸收或发射指定的光,这就是为什么稀土元素在光学领域很受欢迎。此外,发光材料的物相、维度和形貌对材料的物理和化学性质会产生一定的作用,从而影响着材料的性能。因此,设计合成分散性好、尺寸均一、形貌可控、纯度较高的微/纳米光功能材料以及进一步研究其微观结构的生长机理具有重要意义。在诸多制备光功能材料的方法中,水热法因其具有制备条件简单节能、体系稳定、合成温度低、结晶性好以及对环境的污染性小等优点,近些年被广泛用于制备各种功能材料。本论文主要采用温和的水热法,制备了稀土掺杂的氟化物(KSc_2F_7,KYb_3F_(10))和磷酸盐(Na_3Sc_2(PO_4)_3)。同时,控制了影响材料微观结构生长机理的诸多因素(如浓度、温度、pH和添加剂等)。并研究了产物的物相和形貌以及掺杂稀土离子之后产物的物相、形貌和发光性质,揭示了每种形态的生长机制,以便更深入地了解晶体的生长过程。具体研究内容分为叁部分,其一是通过改变F/Sc比、pH值和表面活性剂制备了形貌丰富的KSc_2F_7微晶(包括微米棒、片、花状和矩形状)。此外,掺杂半径较大的Ln~(3+)有助于形成更大的颗粒,这为控制其他类似微晶的形貌和尺寸提供了一种新方法。获得的KSc_2F_7:Ln~(3+)(Ln=Ce、Eu和Tb)产物显示多色发射分别为红色(Eu~(3+))、绿色(Tb~(3+))和蓝色(Ce~(3+))。其二是通过水热合成与低温煅烧相结合的方法,制备了一系列发光可控的Na_3Sc_2(PO_4)_3:Ce~(3+)/Tb~(3+)/Eu~(3+)(NSPO)荧光粉,并详细研究了Na_3Sc_2(PO_4)_3的晶体结构、发光性质以及Ce~(3+)→Tb~(3+)和Tb~(3+)→Eu~(3+)能量传递等特性。其叁是通过操纵不同的晶体生长环境,如增加F~-的浓度、调节pH、使用不同的氟化物以及掺杂半径较大的Ln~(3+)得到均匀且形貌多样的KYb_3F_(10)荧光粉。获得的KYb_3F_(10):Ln~(3+)(Ln=Tb,Eu)荧光粉分别显示出明亮绿光(Tb~(3+))和红光(Eu~(3+))。(本文来源于《西南大学》期刊2019-04-10）
曹升[7]（2019）在《核素γ辐射激发核壳结构稀土氟化物纳米晶体的增强发光成像研究》一文中研究指出放射性核素与纳米颗粒相结合已经被广泛用于包括疾病诊断和治疗等在内的各类生物医学研究。这种结合不但可以直接进行传统的PET、SPECT、CL显像,而且还能实现体内深部组织可激活光学成像和治疗。这些新型的显像和治疗都是源于核素与纳米材料的相互作用产生的特征X射线。因此,本论文旨在围绕核素辐射与纳米颗粒的相互作用的固有和新生特性,开展核素辐射激发核壳结构稀土氟化物纳米晶体的增强发光成像研究。本论文的研究将为核素标记稀土纳米晶体在生物医学领域的新型应用提供一定的实验基础,在肿瘤和淋巴结显像及其指导的精准手术导航方面具有良好的应用前景。本文设计和制备了一类核壳结构稀土氟化物纳米晶体,开展其结构表征、性质研究和小动物光学成像与SPECT/CT成像及其引导的淋巴结定位和手术清除研究。本文主要研究内容概括如下:第一章:简要综述了纳米颗粒体内应用的影响因素、基于纳米颗粒的放射性示踪剂及其核素显像应用、纳米颗粒与放射性核素的相互作用特征及其新型成像,最后概述了本论文的选题依据和研究内容。第二章:采用溶剂热法合成了含有不同稀土元素的氟化物纳米晶体、以及对应的以NaGdF_4:15%Eu为内核的核壳结构纳米晶体NaGdF_4:15%Eu@NaLnF_4(Ln=Y,Gd,Lu),系列的表征与分析证明合成的纳米晶体的粒径均一、分散良好、准球型结构。第叁章:本部分研究内容是利用核素~(99m)Tc的γ射线辐射激发核壳结构稀土氟化物的(NaGdF_4:15%Eu@NaLnF_4,Ln=Y,Gd,Lu)的体内外发光成像,并探讨它的影响因素和机制。首先,对于作为内核的β-NaGdF_4:X%Eu~(3+)(X=1%,5%,15%,30%)纳米晶体,我们开展了紫外激发与核素γ射线激发它们的光学性质实验,结果表明Eu~(3+)掺杂浓度能够影响β-NaGdF_4:X%Eu~(3+)纳米晶体的发光强度,并且Eu~(3+)浓度为15%时发光强度最大。进一步地,我们开展了β-NaGdF_4:X%纳米晶体的荧光光谱和辐射发光光谱实验,结果显示β-NaGdF_4:X%纳米晶体的辐射发光光谱与传统的荧光光谱的发射峰位置一致、拥有相同的强度变化规律,而且具有能量转移以及更高能量激发的规律。采用上述光学实验方法,进一步开展了核壳结构稀土氟化物纳米晶体的光学性质和光谱数据分析,结果表明核壳结构NaGdF_4:15%Eu@NaLnF_4纳米晶体的发光效果优于内核材料的。更为重要的是,核素γ射线激发发光实验结果显示,高原子序数元素核壳结构的纳米晶体会产生特征X射线,并再激发内核从而增强辐射发光。在上述实验结果的基础上,我们开展了核壳结构NaGdF_4:15%Eu@NaLnF_4纳米晶体的小鼠前哨淋巴结光学和SPECT/CT多模式成像以及成像引导的淋巴结清除手术。总之,我们的研究结果表明,核素γ射线激发NaGdF_4:15%Eu@NaLuF_4纳米晶体产生的次级特征X射线进一步激发可以实现增强发光成像,再与SPECT/CT显像联合,不仅可以实现前哨淋巴结显像定位及其成像引导切除,而且将极大地扩展核素与稀土氟化物纳米材料的联合应用潜能,包括化学传感器、生物成像和光动力疗法等各种领域。(本文来源于《上海师范大学》期刊2019-04-01）
张胜海,吴睿,张强,田光辉,刘存芳[8]（2019）在《稀土氟化物纳米材料的应用研究进展》一文中研究指出氟化物纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,在光学器件、生物标记等领域具有广泛的应用,已成为材料科学领域研究的热点之一,尤其是稀土金属氟化物。合成氟化物纳米材料的方法多种多样,已成功制备出了球形纳米颗粒、纳米线、纳米花、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等。本文主要列举了几种常见的稀土氟化物,重点对其合成以及应用进行了综述,并结合其特点,进行了展望。(本文来源于《化学研究与应用》期刊2019年03期）
俞樟森[9]（2018）在《Er~(3+)掺杂稀土氟化物多功能纳米荧光探针在肿瘤精准诊疗中的应用研究》一文中研究指出稀土掺杂上转换荧光纳米微粒(Upconversion Nanoparticles,UCNPs)由于其具有独特的发光特性而在太阳能光电转换、光信息学、生物医学及光电子学等领域获得广泛的应用。特别是在生物医学领域,通过对UCNPs进行表面功能化修饰后,在生物医学成像、生物标记物检测、药物输运、疾病诊疗等方面已获得深入的研究,并取得一些突出的成果。但是在UCNPs的设计、构建及生物医学应用研究中也存在着上转换荧光量子产率低、激发波长固定及生物安全性等问题亟待解决。本论文主要研究Er~(3+)掺杂的稀土氟化物多功能纳米荧光探针的设计、构建及其在肿瘤精准诊疗中的应用,并探索上述问题的可能解决方法。主要研究内容概述如下:(1)选择LiLuF_4:Yb,Er作为发光内核,构建粒径小于25 nm的超小上转换荧光多功能纳米探针MNPs(MC540)/DSPE-PEG-NPY,其具有靶向上转换荧光、MR、CT成像及光动力学治疗的功能,且NPY靶分子使纳米微粒在肿瘤部位的富集量增加2倍。实验结果表明在纳米探针合成过程中,利用高温热分解法外延生长多层LiGdF_4薄壳层使发光内核上转换荧光强度提高5.4倍,纵向和横向弛豫率分别为r_1=10.24 mM~(-1)s~(-1)、r_2=16.44 mM~(-1)s~(-1),CT成像效果评价参数值为20.97HU·mg~(-1)·mL。超小结构的纳米微粒和生物相容性良好的DSPE-PEG的包覆均有效降低纳米探针的活体急性毒性,注射剂量在200 mg/kg以下时,纳米微粒无明显毒性;纳米探针能够实现优良的靶向叁模态成像功能和PDT效果。(2)基于Er~(3+)的多能级吸收特征,在12种稀土氟化物基质中单掺杂Er~(3+)获得具有多波长激发、上/下转换荧光共存的SED纳米荧光微粒(Single Eribum Doped Nanoparticles,SED)。对样品进行TEM、XRD、可见-近红外吸收光谱、上/下转换荧光光谱等进行表征;利用Judd-Ofelt理论计算各稀土氟化物中掺杂Er~(3+)的部分能级光谱参数,获得振子强度参数Ω_t(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A_(rad)、荧光分支比β和自发辐射跃迁寿命τ_(SR);分析样品粒径、晶相等性质对发光强度的影响规律。这一工作为探索多波长激发的高效上/下转换发光的纳米荧光微粒奠定基础。(3)选择NaLuF_4基质进行Er~(3+)和Gd~(3+)共掺杂构建SED纳米荧光微粒,Gd~(3+)掺杂用于调控纳米荧光微粒的粒径,掺杂浓度从0.0%-20.0%时,纳米荧光微粒的粒径从213 nm减小到43 nm。纳米荧光微粒的纵向和横向弛豫率分别为r_1=2.79 mM~(-1)s~(-1)、r_2=3.34 mM~(-1)s~(-1),CT成像效果评价参数值为16.52 HU·mg~(-1)·mL。利用外延生长多层NaLuF_4钝化薄壳层使发光内核的荧光强度增强7.3倍;进一步利用DSPE-PEG进行表面修饰,再用于活体在808、980和1500 nm激光激发下的上/下转换荧光成像,并评估利用不同激发光及荧光波段进行成像的效果;评估SED纳米荧光微粒的活体急性毒性,毒理学实验结果表明注射剂量在100mg/kg以下时,SED纳米微粒无明显毒性。这一工作构建的SED纳米荧光微粒实现在多波长激发下可见及近红外I、II区的活体荧光成像,并且生物安全性良好,对生物医学荧光成像的发展具有重要的意义。综上所述,本论文研究工作基于稀土上转换荧光纳米微粒构建的多功能纳米荧光探针为肿瘤精准诊疗提供了新方法和技术。在设计和构建多功能纳米荧光探针的研究中,通过减小纳米探针的粒径及包覆DSPE-PEG的方法提升其生物安全性;通过Er~(3+)单掺杂及外延生长多层壳层结构的方法,实现了SED纳米荧光微粒在多波长激发下的较强的上/下转换发光,并应用于细胞及活体荧光成像。本论文研究成果对促进UCNPs在生物医学领域的应用具有一定的积极意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)》期刊2018-06-01）
江亮[10]（2018）在《稀土氟化物微纳米晶的制备及性能研究》一文中研究指出上转换发光材料引起了产业界和科技界极大的兴趣,相比于有机染料和半导体微纳米晶体,它们表现出独特的化学和光学性能,如毒性低、斯托克斯位移大、量子产率高、寿命长、背景发光弱以及抗光漂性良好等。本论文采用低温熔盐法制备稀土氟化物上转换微纳米晶,研究了其生长机理和上转换发光机理,主要的研究结果如下。1.以硝酸铵为助熔剂,采用低温熔盐法合成了平均直径为30nm的近球形的立方相Ba Gd F_5:Er~(3+)/Yb~(3+)纳米晶体,探究了反应温度和掺杂离子浓度对产物晶型结构、粒径大小、表面形貌和发光性能的影响,确定了Er~(3+)和Yb~(3+)的最佳掺杂浓度分别为2mol%和20mol%。实验中引入了叁价态的Ce~(3+),制备出了叁种离子掺杂的立方相Ba Gd F_5:Ce~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)纳米晶,确定了Ce~(3+)最佳掺杂浓度10mol%。实验中掺杂Ce~(3+)后,首次观察到发光中心(Er~(3+))~4G_(7/2)/~2K_(15/2)/~4G_(9/2)→~4I_(15/2),~4F_(3/2)/~4F_(5/2)→~4I_(13/2)和~4I_(15/2)/~4G_(7/2)/~2K_(15/2)/~4G_(9/2)→~4I_(13/2)能级跃迁产生的紫外光和蓝光上转换发射峰。本研究不仅提出了一种通过改变掺杂离子的浓度来合理调控产物上转换发光(红光、蓝光、紫外光)的方法,而且有助于更好地理解上转换发光的本质。2.以硝酸铵为助熔剂,通过低温熔盐法合成了六方相NaBiF_4:Er~(3+)/Yb~(3+)微纳米晶体,探讨了反应时间、反应温度、Na F和NH_4NO_3的用量对产物晶型结构、形貌和粒径大小的影响,确定了Er~(3+)和Yb~(3+)的最佳掺杂浓度分别为3mol%和20mol%。本实验详细研究了产物形貌结构、粒径大小、掺杂离子的浓度、激发光功率和光源温度对上转换发光性能的影响,探究了上转换发光过程中Bi~(3+)和Er~(3+)之间的能量传递。NaBiF_4:3mol%Er~(3+)/20mol%Yb~(3+)在几毫瓦泵浦功率下能发出很强烈的绿光。通过测试产物的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线证实了Bi~(3+)和Er~(3+)之间的确存在能量传递。该研究工作不仅提供了一种新的合成铋基氟化物上转换材料的方法,而且也有助于更好地理解Bi~(3+)对Er~(3+)能量传递过程的影响。(本文来源于《江西财经大学》期刊2018-06-01）
稀土氟化物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,稀土发光纳米材料作为新一代纳米荧光探针,由于其特殊的物理化学性能,包括窄带发光峰、低自发荧光、生物光损伤小、高光学与化学稳定性和信噪比等优点在光学器件和生物成像等领域备受关注。尤其是稀土氟化物纳米材料因其具有高的折射率、低的声子能量和低制备工艺要求等特点成功应用于光学通信、生物成像、肿瘤的早期诊断和治疗等诸多领域。在现有的肿瘤成像检测手段中,计算机断层扫描成像(Computed Tomography,CT)和磁共振成像(Magnetic Resonance,MR)以及光学成像因其各自的优点而深受广大研究者的青睐。众所周知,光学成像的灵敏度高,可实现对生物组织甚至细胞的信息检测,但是低空间分辨率和组织穿透深度不足妨碍了它的广泛应用,这些成像不足恰巧可以通过具有深层次组织穿透能力的CT成像和高分辨率特点的MR成像来弥补。因此,构建一种集光学成像、CT成像和MR成像于一体的高效率且高灵敏性的多功能纳米探针,将有助于提升疾病诊断的准确率甚至可以实现微小肿瘤的早期检测。此外,与传统的放射疗法、化学疗法、外科手术等治疗手段相比,光热治疗作为新一代的微创型肿瘤治疗手段,具有灵敏、高效和副作用低等优点,这也使的该治疗手段在肿瘤治疗中广受研究者的关注。基于以上陈述,本论文旨在构建结构可控,性能可调的多功能稀土氟化物纳米材料,并将其应用于单模态/多模态生物成像和微小肿瘤探测。随后我们通过一步修饰法将具有光热效果的盐酸多巴胺(PDA)光热剂嫁接到稀土氟化物纳米材料上,成功实现成像与治疗一体化的多功能纳米治疗平台的构建和应用。本论文主要研究内容和研究结果如下:(1)以聚乙二醇(PEG)为表面活性剂,通过水热法成功制备了不同Mn~(2+)掺杂的颗粒状NaYF_4上转换纳米晶,并系统研究该纳米晶的结构、晶相、尺寸以及发光性能。研究结果表明,通过Mn~(2+)掺杂不仅可以实现NaYF_4纳米晶晶相的改变,而且还可以实现发光颜色的调控。进一步研究表明Mn~(2+)掺杂还可以提高NaYF_4纳米晶的红光和绿光的发射强度比,红绿比从1.79提升到了10.71。(2)通过简单的油酸水热法成功制备了单分散性的BaYbF_5:Gd/Er上转换纳米晶,并经过盐酸处理法将油溶性的纳米晶转化为水溶性纳米晶成功应用于生物成像。上转换光学生物成像证明BaYbF_5:Gd/Er上转换纳米晶可以作为理想的光学生物成像纳米探针。体内CT成像结果揭示该纳米晶也是很好的CT成像造影剂。T_1加权体外MRI成像结果表明该纳米晶具有相对较大的纵向弛豫值(1.053 mM~-11 s~(-1)),很适合应用于T_1加权MRI生物成像。因此,该纳米晶可以成功实现多功能生物成像的应用。(3)成功构建了X-ray激发的不同Tb~(3+)掺杂的NaYF_4:Gd纳米棒闪烁体,并对其发光性能、发光原理以及发光应用进行仔细地研究。研究结果表明该纳米晶闪烁体的发光强度与Tb~(3+)的掺杂浓度、X-ray的激发功率和辐射时间有着密切的关系。15%的Tb~(3+)浓度掺杂为纳米晶闪烁体的最优掺杂且发光强度与X-ray的激发功率和辐射时间成正相关。这种X-ray激发的纳米闪烁体有望促进更深层次组织的生物成像和光动力学治疗应用的发展。(4)采用聚丙烯酸(PAA)改性法成功制备了水溶性NaLuF_4:Gd/Nd纳米棒。详细地探索了该纳米晶的晶相、尺寸、形貌和发光性能随Nd~(3+)掺杂浓度改变的变化规律,并将其成功应用于微小肿瘤检测,腹部和脑部血管成像以及X-ray成像。(5)通过将盐酸多巴胺(PDA)嫁接到稀土氟化物纳米晶上,成功构建了一种成像与治疗一体化的核壳结构的复合纳米材料。系统地对该复合材料的晶相、尺寸和形貌进行表征,以及光学/热学性能探究和组织病变检测,并成功实现基于核壳结构纳米晶的肿瘤异常血管检测和肿瘤治疗的多功能成像应用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
稀土氟化物论文参考文献
[1].陆溪波,蔡江林,徐美娥,陈宇菲.稀土氟化物纳米材料的两种合成方法[J].化工管理.2019
[2].李小龙.光/磁多功能稀土氟化物纳米材料的可控制备、性能调控及应用研究[D].湖南师范大学.2019
[3].刘玲.石墨烯量子点-稀土氟化物复合材料的制备及光学性能研究[D].江南大学.2019
[4].陆伟.聚多巴胺包裹的稀土氟化物多功能诊疗探针的设计及应用[D].长春工业大学.2019
[5].明红.新型Mn~(4+)掺杂稀土氟化物红色荧光粉的合成、形貌及其发光性能研究[D].江西理工大学.2019
[6].熊杰.稀土氟化物及磷酸盐材料的制备及其多色荧光性质研究[D].西南大学.2019
[7].曹升.核素γ辐射激发核壳结构稀土氟化物纳米晶体的增强发光成像研究[D].上海师范大学.2019
[8].张胜海,吴睿,张强,田光辉,刘存芳.稀土氟化物纳米材料的应用研究进展[J].化学研究与应用.2019
[9].俞樟森.Er~(3+)掺杂稀土氟化物多功能纳米荧光探针在肿瘤精准诊疗中的应用研究[D].中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所).2018
[10].江亮.稀土氟化物微纳米晶的制备及性能研究[D].江西财经大学.2018
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