激发脉冲调控的上转换发光纳米材料的构建及传感应用研究
结题报告
批准号:
61705137
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王瑀
依托单位:
学科分类:
F0509.光学和光电子材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏明样、贺炎亮、张小科
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中文摘要
稀土上转换纳米材料由于具有独特的反斯托克斯发光性质,近年来在生物成像、标记、检测、传感、光学防伪、荧光编码、多彩显示等领域显示出了巨大的应用潜力,如何对其发射光谱进行精细调控成为了研究热点之一。传统的控制发光的方法多局限在依靠改变发光材料自身的组分、结构、尺寸等,近年来发展出的通过更换激发光源波长来实现对发射光的调控方法,增加了材料和仪器的复杂性和成本。因此我们希望有一种手段能够方便地在单一的激发波长下改变材料的上转换发光,这成为了一项具有挑战性的工作。在该项工作中,我们基于对非稳态的上转换发光过程的研究,将开发一种简便、快速的方法构建发光颜色随着调节激发光脉冲而改变的材料体系,并基于该种材料的特殊光学性质,实现在连续光激发下对物体运动速度进行测量。我们期待该技术不仅能够应用于机械运动传感,而且可以用于高精度的血液流速测定,对血栓、肿瘤的检测和治疗起到重要的作用。
英文摘要
Manipulating emission colors of upconversion luminescent materials is a focal point and study frontier for applications in many fields such as bio-imaging, labeling, detection, sensing, optical anti-counterfeiting, multiplex encoding, full-color display, etc. Conventional strategies such as varying the chemical composition and crystal structure are restricted in the materials. Shifting the excitation wavelength provides a useful tool for producing a wide range of emissions but brings in complexity and high cost of the setup. However, controlling the emission of materials with fixed composition and single excitation source wavelength is still very challenging. In this work, we demonstrate a versatile and convenient approach to manipulate the upconversion emission in single- and multi-component nanoparticles by virtue of non-steady state upconversion process. More importantly, this type of material is able to be used in velocity sensing upon continuous-wave excitation. We hope this technique will play an important role in the detection and therapy of thrombus and tumor. These findings provide new thoughts and opportunities to achieve precise control of color emission for various applications.
稀土掺杂上转换发光纳米材料由于具有将长波长的近红外激发光转换为短波长的可见光的这一独特发光性质,近年来在生物成像、靶向治疗、多彩显示、神经调控、光学防伪、超分辨光学成像等领域展现了巨大的应用潜力。如何精准调控纳米材料的发光决定了材料的应用价值能否有效实现。因此,在该项目中,研究人员对稀土离子的非稳态上转换发光过程进行了深入的研究,开发了一种简便的可以通过脉冲进行调节发光光谱的材料体系。此外,通过深入研究Ce3+、Mn2+等掺杂离子对材料内稀土离子发光的影响,实现了对发光光谱的精细调节并获得了超长发光寿命的上转换发光,进而可以利用Mn2+与稀土发光离子发光持续时长的差异获得高强度的光学防伪技术。在该项目中,研究人员进一步利用稀土上转换发光纳米材料与聚多巴胺及光敏分子材料相结合,得到的纳米复合物能够靶向定位肿瘤细胞,并实现光动力治疗和光热治疗的结合,进而激发细胞的免疫反应,实现光学治疗和免疫治疗的联合治疗。该项目执行期内共计发表SCI论文10篇,申请国家发明专利8项。该研究拓展了稀土上转换发光材料的调控手段,并拓展了该材料在光学防伪、肿瘤治疗等方面的应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acsami.9b09612
发表时间:2019-08-21
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Liu, Xiaowang;Ji, Qiang;Geng, Baoyou
通讯作者:Geng, Baoyou
Designing Sub-2 nm Organosilica Nanohybrids for Far-Field Super-Resolution Imaging
设计用于远场超分辨率成像的亚 2 nm 有机硅纳米杂化物
DOI:10.1002/ange.201912404
发表时间:2020
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Liang Liangliang;Yan Wei;Qin Xian;Peng Xiao;Feng Han;Wang Yu;Zhu Ziyu;Liu Lingmei;Han Yu;Xu Qinghua;Qu Junle;Liu Xiaogang
通讯作者:Liu Xiaogang
Strongly enhanced photoluminescence and X-ray excited optical luminescence of the hydrothermally crystallized (Sr,Mn)5(PO4)3(F,Cl) nanorods by composition modulating
通过成分调节强烈增强水热结晶的(Sr,Mn)(5)(PO4)(3)(F,Cl)纳米棒的光致发光和X射线激发光致发光
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.157529
发表时间:2020
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Wang Zhihao;Zhang Mengxiao;He Jiao;Tang Yongan;He Tingchao;Sun Qiang;Fan Dianyuan;Wang Yu
通讯作者:Wang Yu
The role of an inert shell in improving energy utilization in lanthanide-doped upconversion nanoparticles
惰性壳在提高镧系元素掺杂上转换纳米颗粒能量利用率中的作用
DOI:10.1039/c9nr03205c
发表时间:2019
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Wang Yu
通讯作者:Wang Yu
Effects of Ce3+ Doping in Green-Red Emitting Upconversion Nanoparticles
Ce3 掺杂对绿红光上转换纳米颗粒的影响
DOI:10.1002/slct.201701994
发表时间:2017
期刊:ChemistrySelect
影响因子:2.1
作者:Wang Yu;Li Ying;Fan Dianyuan
通讯作者:Fan Dianyuan
基于LiGa5O8材料的高精度荧光强度比率 测温技术的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    王瑀
  • 依托单位:
国内基金
海外基金