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稀土上转换发光材料与有机染料、量子点等其他荧光材料相比,具有发射光谱线窄、背景光弱、发光性质稳定、无光漂白等优点,因此在生物医学领域具有很高的应用价值。它在荧光标记、细胞成像、免疫分析、光动力治疗等方面的生物应用研究尚处于起步阶段,在材料体系的选择、制备方法、功能化修饰和应用方式等方面还需进一步研究。本论文就稀土掺杂NaYF4上转换发光材料的制备及其生物应用展开了积极探索,主要内容如介绍下：(1)用聚乙烯亚胺(PEI)作表面改性剂,结合水热反应过程制备具有不同稀土配比掺杂的球形NaYF4纳米晶上转换发光材料。所得样品纳米晶为面心立方相结构,具有良好的结晶性,平均粒径约为20nm；包覆在纳米晶表面的PEI等有机物含量约为3.4%(w/w),它们对样品纳米晶的形貌控制和亲水性都起着重要的作用；NaYF4中Yb/Er和Yb/Tm的最佳掺杂摩尔比分别为20%/2%和20%/0.2%, Yb/Tm (20%/0.2%)掺杂的NaYF4纳米晶上转换发光效果最好；样品纳米晶可稳定分散在水、乙醇等介质中,在980nnm光源激发下,具有明显的上转换发光现象。(2)在油包水的微乳液中,通过戊二醛交联壳聚糖的方法制备所得壳聚糖微球,可用作上转换发光纳米晶生物应用的载体。在制备过程中,表面活性剂比交联剂对微球形貌的影响更大,当V戊二醛≥0.5mL、VSPan-80≥1ML时,即可制得表面较为光滑、单分散效果较好、粒径分布在2～40μm之间的壳聚糖微球。在优化壳聚糖微球制备条件的基础上,制得负载NaYF4:Yb/Tm (20%/0.2%)纳米晶的壳聚糖微球,其粒径分布在2～20μm之间,具有明显的上转换发光现象。样品纳米晶在壳聚糖微球中的负载量和负载率分别为17.5%～43.5%和40.5%～57.8%(3)负载纳米晶的壳聚糖微球,充分结合了壳聚糖载体的生物相容性、可降解性以及Yb/Tm纳米晶的上转换发光特性。理论上,负载微球的壳聚糖基质被生物体降解的过程中会缓慢释放包覆在球壳的纳米晶,可提高纳米晶在体内的滞留时间并避免突释效应引起的机体损害,在光动力疗法、生物成像、荧光标识等方面具有广阔的应用前景。关于负载壳聚糖微球的降解缓释现象和近红外光对壳聚糖降解性质的影响,尚需进一步研究。