介孔二氧化硅包覆NaYF4:Yb,Tm 上转换纳米颗粒(980 nm激发,蓝光,粒径50±10 nm)
文章来源 : 齐岳生物
作者:小编zyl
发布时间 : 2026-04-30 16:38:33
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产品名称:介孔二氧化硅包覆NaYF4:Yb,Tm 上转换纳米颗粒(980 nm激发,蓝光,粒径50±10 nm)
产品描述:
介孔二氧化硅包覆NaYF4:Yb,Tm 上转换纳米颗粒(980 nm激发,蓝光,粒径50±10 nm)
产品概述
介孔二氧化硅包覆NaYF4:Yb,Tm纳米颗粒(Mesoporous Silica Coated NaYF4:Yb,Tm UCNPs)是一类高性能上转换纳米材料,核心为NaYF4:Yb³⁺/Tm³⁺稀土掺杂纳米粒子,外层通过介孔二氧化硅(SiO₂)包覆形成保护层,实现980 nm近红外光激发至蓝光(365/450/470 nm ±15 nm)发射。
该材料兼具高亮度、稳定性和功能化潜力,粒径50±10 nm,分散均一,适合水相及有机相实验。介孔二氧化硅壳体不仅增强颗粒化学稳定性,还提供大比表面积和丰富孔隙结构,可用于表面修饰、药物负载或荧光探针构建,满足生物成像、光学传感及纳米材料研究需求。
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材料组成与结构特性
1. 核心(NaYF4:Yb³⁺,Tm³⁺)
Yb³⁺:敏化离子,高效吸收980 nm近红外光,将能量传递至Tm³⁺。
Tm³⁺:发射离子,通过多光子能量跃迁实现蓝光发射(365/450/470 nm ±15 nm)。
核心设计保证高量子效率和多波段蓝光发射,满足高灵敏度光学实验需求。
2. 介孔二氧化硅包覆(Mesoporous SiO₂ Coating)
稳定性增强:壳体保护核心免受环境猝灭,提高化学与光学稳定性。
表面功能化:介孔结构提供大比表面积,可进一步修饰氨基、羧基或PEG,提高水溶性、生物相容性及靶向能力。
药物与探针负载:孔隙结构适合小分子药物或荧光探针装载,实现靶向给药或成像功能。
3. 粒径与分散性
核壳纳米颗粒平均粒径50±10 nm,形态均一。
良好分散性保证水相或有机相实验的均一性与荧光信号稳定性。
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光学性能
1. 激发波长
UCNPs采用980 nm近红外光激发,穿透力强、低光毒性,适合体外细胞及组织成像实验。
2. 发射波长
紫外蓝光:365 nm ±15 nm,对应Tm³⁺^1D2→^3H6跃迁。
蓝光:450 nm ±15 nm,对应Tm³⁺^1D2→^3F4跃迁。
蓝紫光:470 nm ±15 nm,对应Tm³⁺^1G4→^3H6跃迁。
多波段蓝光发射可实现多通道荧光成像和高分辨率光学检测。
3. 量子效率与光稳定性
核壳设计减少表面缺陷猝灭,介孔SiO₂壳体保护核心,使颗粒在连续激发下发光稳定。
高亮度和窄带蓝光发射可满足长时间成像及高灵敏度光学实验需求。
4. 能量转换机制
Yb³⁺吸收980 nm光,将能量传递给Tm³⁺,通过多光子跃迁实现蓝光发射。
介孔二氧化硅壳体隔离外界环境,提高能量传递效率,增强荧光亮度。
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技术优势
高亮度多波段蓝光发射:满足高灵敏度光学实验和多通道成像。
光学稳定性:介孔SiO₂壳体保护核心,减少猝灭和光漂白。
粒径均一、分散稳定:50±10 nm均一颗粒保证实验重复性和信号稳定。
表面功能化潜力强:介孔结构提供大比表面积,可修饰药物、荧光探针或靶向分子,实现多功能化。
水相与有机相适用:粒子可在水相或部分有机溶剂中分散,用途广泛。
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应用前景
1. 生物成像
多波段蓝光发射适合细胞标记、组织成像及荧光血管显像。
多通道发射可用于多模态成像及信号校正。
2. 药物递送与靶向研究
介孔SiO₂提供孔隙可负载小分子药物,实现可视化药物递送。
表面修饰可接枝靶向分子,提高靶向性和生物相容性。
3. 光学传感
多波段蓝光发射可构建高灵敏度离子探测或pH传感平台。
4. 多功能纳米材料研究
核壳结构结合介孔SiO₂可与金纳米颗粒、高分子材料或光敏剂复合,实现光学-药物-材料多功能整合。
5. 基础科研
为研究稀土能量传递、上转换机制及多光子激发动力学提供实验平台。
可用于蓝光驱动光催化及光学传感器材料。
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使用与储存建议
储存条件:避光、低温(4℃),避免高温或强光暴露,以保持粒子稳定性。
分散处理:使用前可轻微超声分散,保证水相或有机相均一。
浓度控制:根据实验需求选择适当浓度,通常在1–5 mg/ml范围。
表面改性:介孔SiO₂表面可接枝PEG、氨基、羧基或靶向分子,实现功能化应用。
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总结
介孔二氧化硅包覆NaYF4:Yb,Tm上转换纳米颗粒通过核壳结构优化能量传递,并结合介孔壳体保护,实现980 nm激发多波段蓝光(365/450/470 nm ±15 nm)高亮发射。其粒径均一(50±10 nm)、分散稳定、功能化潜力强,使其在生物成像、光学传感、药物递送、多模态纳米材料研究及基础科研领域具有广泛应用前景。该材料为科研人员提供了高效、稳定、可定制化的上转换荧光平台,是光学纳米材料和功能纳米体系构建的理想选择。
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