PEG-NH₂ 修饰 NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄:Yb,Nd 核壳上转换纳米颗粒
产品名称:PEG-NH₂ 修饰 NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄:Yb,Nd 核壳上转换纳米颗粒
产品描述:
PEG-NH₂ 修饰 NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄:Yb,Nd 核壳上转换纳米颗粒
概述
核壳结构的上转换纳米颗粒(Upconversion Nanoparticles, UCNPs)是一类能够将低能量近红外光(NIR)激发转化为高能量可见光或紫外光的高性能光学材料。NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄:Yb,Nd 纳米颗粒采用 核心-壳层结构,实现能量吸收与发射的高效分工:核心主要负责绿光发射,而壳层作为能量增敏层,可吸收 808 nm 光并通过能量转移增强核心发光效率,同时降低表面猝灭效应。
本产品在颗粒表面引入 PEG-NH₂(聚乙二醇氨基)修饰,既提升了纳米颗粒在水相中的分散性与稳定性,也提供活性氨基位点,便于进一步偶联*体、靶向分子或药物,实现多功能生物平台构建。该纳米颗粒在 808 nm 激发下发射绿光(约525–540 nm),适合生物成像、荧光传感及光电子应用。
材料组成与结构特性
核心(NaYF₄:Yb,Er)
Yb³⁺(敏化离子):吸收由壳层传递的能量,并将其高效传递给 Er³⁺ 发光离子。
Er³⁺(发光离子):核心发光主体,通过多光子跃迁实现绿光发射,峰值约 525–540 nm。
核心设计保证了高亮度绿光输出及稳定发光信号。
壳层(NaYF₄:Yb,Nd)
Nd³⁺(近红外吸收离子):主要吸收 808 nm 光,并将能量高效传递给壳层 Yb³⁺。
Yb³⁺(敏化离子):将 Nd³⁺ 吸收的能量进一步传递至核心 Er³⁺,完成多步能量转移。
壳层结构有效减弱核心表面猝灭,提高整体发光量子产率和信号稳定性。
PEG-NH₂ 修饰
表面 PEG 链提供水溶性和生物相容性,使纳米颗粒在水相体系中均匀分散。
氨基末端提供活性位点,可用于*体、靶向肽、荧光染料或药物分子的偶联,实现多功能纳米平台。
粒径与形貌
核壳颗粒粒径约 30–50 nm,形态均一,呈球形或类球形。
核壳结构均匀、壳层厚度可控,有助于优化能量转移效率与光学性能。
上转换发光机制
PEG-NH₂ 修饰的 NaYF₄:Yb,Er@NaYF₄:Yb,Nd 纳米颗粒在 808 nm 激发下发射绿光,其能量转换机制如下:
壳层吸收 808 nm 激光
壳层 Nd³⁺ 离子吸收 808 nm 光子,跃迁至高激发态 ⁴F₅/₂。
能量转移至核心
Nd³⁺ 将能量传递给壳层 Yb³⁺ 离子,Yb³⁺ 再将能量传递至核心 Er³⁺。
核心 Er³⁺ 吸收能量后通过多光子累积跃迁至高激发态(²H₁₁/₂、⁴S₃/₂ 等)。
核心发光跃迁
Er³⁺ 从 ²H₁₁/₂ 或 ⁴S₃/₂ 态跃迁至基态 ⁴I₁₅/₂,发射绿光(525–540 nm)。
核壳结构降低表面猝灭,提高上转换效率,使绿光发射亮度和稳定性显著提升。
特点:
808 nm 激发穿透深,光毒性低,适合生物应用。
核壳设计增强能量转移效率,提升绿光量子产率。
PEG-NH₂ 修饰提供水溶性及可功能化位点,便于生物偶联与多功能化应用。
制备方法
核心合成(NaYF₄:Yb,Er)
采用有机相热注射法合成核心颗粒,控制晶体质量、粒径及稀土掺杂比例,确保高亮度绿光发射。
壳层包覆(NaYF₄:Yb,Nd)
核颗粒表面包覆壳层,形成核壳结构。
壳层厚度可调,以优化 808 nm 激发能量传递效率和核心发光强度。
PEG-NH₂ 修饰
通过配体交换或共价偶联,将疏水性核壳颗粒表面修饰 PEG-NH₂,使其水溶性增强。
氨基末端提供活性位点,可进一步偶联生物分子或功能材料。
物理化学性能
激发光:808 nm 近红外光
发射光:绿光 525–540 nm
粒径:30–50 nm,核壳结构均一
分散性:PEG 修饰提供水相分散性,颗粒稳定且不聚集
浓度:典型储存浓度 2 mg/ml,可根据实验需要稀释
稳定性:耐光漂白、耐氧化,长期储存稳定
应用领域
生物成像
808 nm 激发低光毒性,深穿透能力强,绿光发射清晰,可用于活体成像和荧光标记。
PEG-NH₂ 提供活性位点,可连接靶向分子,实现准成像。
荧光传感与检测
狭窄绿光发射峰适合多通道荧光检测和化学传感。
核壳结构保证信号稳定性,提高检测灵敏度。
多功能纳米平台
表面氨基可用于偶联药物、*体或荧光探针,实现诊疗一体化纳米平台。
核壳结构与 PEG 修饰结合,可制备稳定、功能化的多用途纳米材料。
光电子器件
绿色上转换发光可用于光学传感器、光纤通信、光电子显示及光学存储器件。
产品优势
高效绿光发射:核壳结构与 Nd³⁺ 增敏设计,提高 808 nm 激发的上转换效率。
PEG 修饰水溶性:增强水相分散性,适合生物应用。
粒径均一:适合复合材料、涂层及均匀分散体系。
多功能化潜力:表面氨基可偶联*体、药物或靶向分子。
光学与化学稳定性强:耐光漂白,长期储存及实验应用可靠。
储存与使用
储存于干燥、避光、低温环境。
可直接在水相体系中使用,无需额外改性。
避免强酸、强碱及高温,以保护核壳结构及上转换性能。
西安齐岳生物科技有限公司专业提供高品质上转换纳米材料,涵盖油溶性与水溶性核壳型上转换纳米颗粒(UCNPs),稀土掺杂体系包括Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Nd³⁺等,可实现808 nm或980 nm近红外激发的蓝光、绿光、红光及NIR-II发射。公司提供多种表面修饰选择,如PEG、PEG-COOH、PEI、PAA及油酸修饰,以满足科研和应用中的水溶性、油溶性及功能化需求。产品粒径均一、结晶度高、光学性能稳定、发光亮度高,广泛适用于生物荧光成像、深层组织示踪、光学传感、光学编码、信息防伪以及光电器件等领域。齐岳生物致力于为科研与产业用户提供可靠、可定制化的上转换纳米材料解决方案,推动纳米光学及生物医学研究的发展。
仅限科研使用!
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