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近几年来,基于上转换发光纳米材料的生物荧光探针成为目前的研究热点,该技术具有成本低廉和灵敏度较高的优点。与有机染料和量子点相比,上转换发光纳米材料作为生物探针具有信噪比高、穿透深度高、无光漂白现象、对生物体无毒害作用等优点。其中,稀土氟化物纳米晶具备低的声子能量和高的光频转换效率等优点,使得稀土氟化物上转换纳米材料在生物医学领域备受推崇。本文的具体研究内容和结果归纳如下:1.以PVP作为表面活性剂,利用水热法制备水溶性LaF3:Yb3+/Er3+纳米晶体,所制备的晶体尺寸大小仅为18 nm,并且在水溶液中具有很好的分散性,通过Ca2+掺杂减弱稀土离子周围晶格对称性,从而实现上转换发光增强。利用LaF3纳米晶和MMA聚合制备一种优异的光波导材料。2.采用高温热分解法制备尺寸小于20 nm单分散六角相NaGdF4:Yb/Ho纳米晶。荧光照片显示纳米粒子具有高的发光强度,并且通过共掺杂Ce3+实现绿光到红光的调节。3.采用高温热分解法制备小尺寸的LiLuF4作为核,诱发生长四方相的壳LiGdF4,得到LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体。在980 nm激发光激发下LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体的上转换发光强度明显强于β-NaGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体。为了得到更高的发光强度,我们在LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体外层包覆一层惰性LiGdF4壳层,最终形成的LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)@LiGdF4结构为核-壳-壳的纳米晶体,可用于上转换发光、CT和T1加权核磁共振三维成像生物标记。