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上转换材料是指在较低能量的长波辐射激发下,能够发射出较高能量的短波辐射的材料。由于其独特的光学性能,稀土上转换纳米材料在生物分析领域中的应用受到广泛关注。稀土上转换材料通常以980 nm为激发光波,利用粒子被激发后在可见光区的发光进行生物分析应用。最近的研究表明,稀土上转换材料被激发后可发射800 nm左右的近红外光,由于红外光区是生物组织的光学窗口,利用红外光对生物组织分析具有高透光率、高信噪比的特点,因此,本文尝试采用溶剂热法合成发射近红外光的NaYF4∶Yb,Tm上转换纳米粒子,并将其用于肿瘤细胞的成像研究。 考察了反应条件,如POCA溶液的pH值和加入量、反应温度、反应时间、氟离子与稀土离子摩尔比、钠离子与稀土离子摩尔比、稀土离子掺杂量以及溶液介质等对合成粒子性能的影响,对不同条件下合成的粒子进行了发光光谱、XRD和TEM分析。结果表明,合成粒子的水溶性良好,当合成的NaYF4∶Yb,Tm纳米颗粒为六方晶系且结晶度高时发光强度增大,粒子的最大发射波长为800 nm。TEM实验表明,以乙二醇为溶剂,加入pH为9的POCA625μL,氟离子与稀土离子摩尔比为7∶1,钠离子与稀土离子摩尔比为4∶1,Yb3+掺杂量为60%,Tm3+掺杂量为1.5%,在200℃下反应时间5h时,合成了球形纳米颗粒,粒径约为30nm,粒度均匀,样品分散性良好。 采用St(o)ber法对合成的NaYF4∶Yb,Tm纳米颗粒进行表面氨基化修饰,然后和兔抗人CEA血清IgG抗体偶联,最后用偶联兔抗人CEA抗体的NaYF4∶Yb,Tm上转换纳米颗粒对HeLa活细胞进行免疫标记。在980 nm的红外光照射下,免疫标记后HeLa细胞显现出了明显的发光,实验结果表明,合成的NaYF4∶Yb,Tm纳米颗粒可用于肿瘤细胞的标记和成像。