【摘 要】
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稀土掺杂的上转换纳米材料具有光稳定性好、发射峰窄、毒性低、无生物背景荧光干扰等优点，相比于量子点、荧光染料等材料有着无法替代的优势。上转换发光纳米材料在近红外光的激发下可以实现可见光发射，而近红外光处于处于生物透过窗口(700-1300 nm)，可以深入组织内部，因此上转换纳米材料在药物传递、光动力治疗、生物成像等生物领域有着越来越广泛的应用。但是大部分稀土掺杂的上转换纳米颗粒的发射光谱都是多波段的，这样能量比较分散，不利于高效地实现特定波长的发光。而光动力治疗所应用的光敏剂大多是吸收红光的(比如酞菁锌、
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稀土掺杂的上转换纳米材料具有光稳定性好、发射峰窄、毒性低、无生物背景荧光干扰等优点，相比于量子点、荧光染料等材料有着无法替代的优势。上转换发光纳米材料在近红外光的激发下可以实现可见光发射，而近红外光处于处于生物透过窗口(700-1300 nm)，可以深入组织内部，因此上转换纳米材料在药物传递、光动力治疗、生物成像等生物领域有着越来越广泛的应用。但是大部分稀土掺杂的上转换纳米颗粒的发射光谱都是多波段的，这样能量比较分散，不利于高效地实现特定波长的发光。而光动力治疗所应用的光敏剂大多是吸收红光的(比如酞菁锌、二氢卟吩、亚甲基蓝等)，其他波段能量将因此被浪费掉，阻碍了纳米材料的进一步应用。本论文通过采用KMnF3为基质，掺杂Yb3+/Er3+离子，制备了具有单带红光发射的上转换纳米颗粒，并进行功能化修饰，开展了光动力抗菌应用研究。主要包括如下内容：
(1)KMnF3:Yb,Er稀土上转换纳米材料制备及官能团修饰。采用高温共沉淀法制备了KMnF3:Yb,Er上转换纳米材料。纳米粒子为立方体形，粒径在13nm左右。在980nm激发光作用下，材料可以发射红光，表现为在660nm左右有一个强的发射谱带且为单一谱带。它的上转换发光过程是双光子过程，单色红光的产生主要是由于稀土离子团簇的形成和Mn2+作为中间能级促进能量传递。进一步通过上转换材料、ZnPc和Tween80之间的疏水-疏水作用，采用一步自组装法制备得到ZnPc/KMnF3:Yb,Er复合材料，实现对上转换纳米材料进行ZnPc的包封和转水修饰，为之后的光动力抗菌应用奠定了基础。(第二章)
(2)稀土上转换发光纳米复合材料的光动力抗菌治疗。通过建立ZnPc的浓度标准曲线，测定了光敏剂ZnPc在复合材料的负载量为0.86%，并且每个纳米团簇UCNPs@ZnPc@Tween包含1400个KMnF3:Yb,Er纳米粒子以及38000个ZnPc分子。稳定性实验表明ZnPc的泄露不多，24h内总共累计泄露量为15%。通过化学探针法，证明了在用UCNPs@ZnPc@Tween在光动力治疗过程中有1O2的产生。细菌的光动力治疗实验和激光共聚焦成像实验表明复合材料UCNPs@ZnPc@Tween对于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都表现出良好的抗菌效果。(第三章)
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