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福建物构所研制出蓝光LED可激起的近红外二区稀土掺杂CaS纳米荧光符号资料

2019-06-11 08:53
慕光Laser
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稀土掺杂近红外二区(NIR-II: 1000-1700 nm)纳米荧光符号资料具有光化学稳定性好、窄线宽、长荧光寿数、深层生物安排穿透、无布景荧光搅扰和低毒性等长处,在生物医学范畴具有重要的使用远景。但是,因为稀土离子的f→f宇称禁戒跃迁特性,稀土基NIR-II纳米荧光符号资料存在吸收强度弱、荧光量子功率低的瓶颈。怎么进步资料吸收功率研制出具有高效NIR-II发光的稀土纳米荧光符号资料是人们遍及重视的焦点,也是该范畴的一个严重技能应战。

我国科学院福建物质结构研究所功用纳米结构与拼装要点实验室陈学元团队在中科院战略性先导科技专项、中科院立异世界团队、国家自然科学基金海峡联合基金以及副研究员郑伟掌管的国家自然科学基金面上基金、中科院青促会和海西研究院春苗方案等支持下,展开了一种共同的高温共沉淀法,初次组成了单涣散、描摹/粒径可控兼具高效NIR-II发光的稀土掺杂CaS纳米晶。该团队经过稳态/瞬态荧光光谱和荧光量子产率等测验手法,对Ce3+单掺、Ce3+/Er3+和Ce3+/Nd3+共掺CaS纳米晶的发光功能进行了系统研究,提醒了纳米晶尺度、掺杂浓度等对资料发光功率和能量传递功率的影响。

团队成员使用Ce3+在450 nm蓝光区域的f→d吸收答应跃迁来进步资料的吸收功率,并经过Ce3+→Er3+和Ce3+→Nd3+的能量传递可完成Er3+和Nd3+的高效NIR-II发光,其间Ce3+到Er3+和Nd3+的能量传递最高功率别离为85.1%和82.6%,Er3+和Nd3+的NIR-II荧光肯定量子产率别离到达9.3%和7.7%。因为Ce3+在450 nm的强吸收与GaN蓝光LED芯片的发射很好符合,因而该纳米晶经两亲性磷脂分子包覆后可作为一种新式高效的蓝光LED可激起的NIR-II荧光纳米探针,用于疾病标志物黄嘌呤的高活络特异性体外检测,检测限达32 nM。该作业突破了稀土荧光纳米探针f→f禁戒跃迁吸收弱、功率低的技能瓶颈,为展开高效的稀土基NIR-II荧光纳米探针供给了一种使用答应跃迁天线敏化的普适办法,也为NIR-II纳米探针在即时检测(POCT)拓荒了新途径。

相关成果6月5日在线宣告于《德国使用化学》杂志(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201905040),福建物构所/福建师范大学联培生张美然是该论文的榜首作者。

此前,陈学元团队在近红外稀土纳米荧光符号资料的电子结构、光学功能和生物使用研究方面获得一系列展开。例如,以Eu3+为结构探针,提醒了Nd3+在LiLuF4纳米晶中的局域电子能级结构并完成高活络温度勘探(Adv. Sci. 2019, 6, 1802282);展开一种具有近红外宽光谱呼应的CaS:Eu2+/Sm3+光鼓励纳米荧光探针,完成对生物素受体过表达肿瘤细胞的靶向荧光成像(Chem. Sci. 2019, 10, 5452, Outside Back Cover);规划组成NaCeF4:Er3+近红外二区荧光纳米探针,完成对人体血清中尿酸的高活络检测及对小鼠深层安排高分辩成像(Chem. Sci. 2018, 9, 4682)。

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