面向脑科学的纳米发光探针材料超重力耦合水热法可控制备机制
批准号:
21808009
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
王丹
依托单位:
学科分类:
产品工程与材料化工
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王志勇、何相磊、刘皓天、李彦江、林立峰、冷静柠
中文摘要
基于纳米发光探针材料的脑成像技术在脑科学领域具有重要应用前景,超小尺寸(<10 nm)、高效率、单分散发光材料的可控制备是实现其应用的关键,涉及的核心科学问题是如何在纳米颗粒结晶成核生长过程中,控制分子尺度上的反应物浓度分布均匀。本项目围绕脑科学的实际应用需求,提出超重力耦合水热法可控制备单分散、稀土均匀掺杂的NaYF4发光纳米材料的新思路,解决分子混合传质难题;进一步采用生物分子修饰,创制高性能纳米发光探针材料,实现其在活体动物脑血管显微成像的应用。重点研究超重力耦合水热条件下超小尺寸高效率稀土掺杂NaYF4发光纳米材料形成机制;揭示旋转填充床反应器内NaYF4纳米颗粒结晶成核、生长与分散规律;探索纳米颗粒组成、结构、表面生物分子修饰对其在生物体内循环代谢和脑血管成像信噪比等性能的影响;构建“制备工艺-形态结构-应用性能”的本构关系,为面向脑科学的纳米发光探针材料的应用提供科学基础。
英文摘要
Optical bioimaing based on luminescent nanoprobes are of great significance in brain science. The related key science problem is how to control uniformly distribution of the reactants during the preparation of nanparticles to obtain ultrasmall, high-efficiency and monodisperse nanophosphors. Therefore, we propose a new approach novel approach to prepare highly transparent upconversion luminescent nanodispersions by high gravity reactive precipitation along with post hydrothermal synthesis. This project mainly investigates the interaction of surfactant, particle surface and dispersion media; preparation mechanism of highly transparent liquid dispersions of rare-earth doped NaYF4 upconversion nanophosphors by intensifying molecular mixing and mass transfer in high gravity reactor; explores the rules of mixing, mass transfer, particle nucleation, growth and dispersion in the coupling process of reaction, crystallization and phase transfer; prepares ultrasmall, high-efficiency and monodisperse rare-earth doped NaYF4 upconversion nanophosphors for brain imaging and builds the structure-function relationship of preparation process, shape and structure, and application property. The studies of this project will provide theoretical basis for the controllable preparation and application of luminescent nanoprobes in brain science.
基于纳米发光探针材料的脑成像技术在脑科学领域具有重要应用前景,超小尺寸、高光效、单分散发光材料的可控制备是实现其应用的关键,涉及的核心科学问题是如何在纳米颗粒结晶成核生长过程中,控制分子尺度上的反应物浓度分布均匀。本项目围绕高灵敏、单分散荧光纳米探针材料制备的机制及材料应用基础开展了系列研究工作:发展了微纳尺度物质转化原位观测与定量表征新策略,揭示了微液滴相界面强化传质-反应的机制;综合运用原子分子构效与界面作用理论计算,结合纳微尺度光学仿真与数值计算,系统探究了光功能材料原子/分子尺度(亚纳米)组分、排序、密度、缺陷和界面作用,揭示了材料结构与本征光学及分散稳定性的规律;针对单分散光学纳米探针材料在组分/结构上具有多组分掺杂型和多级结构核壳型”的特点,提出超重力微液滴法制备光功能纳米分散体的新策略,形成了独创的光功能纳米材料绿色制造通用技术平台,创制了多种高灵敏度、高信噪比、高分散的荧光纳米探针材料,为面向脑科学的纳米发光探针材料的应用提供科学基础,发表期刊论文8篇。
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Synthesis of Ultrasmall and Monodisperse Selenium-Doped Carbon Dots from Amino Acids for Free Radical Scavenging
从氨基酸合成超小单分散硒掺杂碳点以清除自由基
DOI:
10.1021/acs.iecr.0c03402
发表时间:
2020-08
期刊:
Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子:
4.2
作者:
[Rina Su, Jie Shi, Yuan Pu, Jie-Xin Wang, Dan Wang, Jian-Feng Chen]
通讯作者:
Jian-Feng Chen
Process Intensified Synthesis of Rare-Earth Doped beta-NaYF4 Nanorods toward Gram-Scale Production
稀土掺杂 β-NaYF4 纳米棒的工艺强化合成迈向克级生产
DOI:
10.1021/acs.iecr.9b05412
发表时间:
2019
期刊:
Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子:
4.2
作者:
[Jiao Yiran, Pu Yuan, Wang Jie-Xin, Wang Dan, Chen Jian-Feng]
通讯作者:
Chen Jian-Feng
High-gravity-assisted green synthesis of rare-earth doped calcium molybdate colloidal nanophosphors
高重力辅助绿色合成稀土掺杂钼酸钙胶体纳米荧光粉
DOI:
10.1016/j.cjche.2020.03.023
发表时间:
2020-06-01
期刊:
CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING
影响因子:
3.8
作者:
[Pu, Yuan, Lin, Lifeng, Wang, Dan]
通讯作者:
Wang, Dan
Liquid Marbles in Liquid
液体中的液体弹珠
DOI:
10.1002/smll.202002802
发表时间:
2020
期刊:
Small
影响因子:
13.3
作者:
[Zhao Zhijian, Ling Chen, Wang Dan, Wang Jie-Xin, Saczek Joshua, Pramana Stevin, Sridhar Sreepathy, Shang Jin, Xu Ben B., Tsang Daniel C. W., Chen Jian-Feng, Wang Steven]
通讯作者:
Wang Steven
Nucleolus-Targeted Photodynamic Anticancer Therapy Using Renal-Clearable Carbon Dots
使用肾可清除碳点进行核仁靶向光动力抗癌治疗
DOI:
10.1002/adhm.202000607
发表时间:
2020-06-16
期刊:
ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS
影响因子:
10
作者:
[Pang, Wen, Jiang, Pengfei, Wei, Xunbin]
通讯作者:
Wei, Xunbin
共 6 条
超重力耦合光热法可控制备超窄带发光量子点的机制及性能研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:王丹
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依托单位:
国内基金
海外基金