1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
利用高温热溶剂法合成了NaYF4∶20%Yb3+,2%Er3+纳米粒子, 通过X射线衍射谱、扫描电镜及低温荧光光谱对其结构、形貌及发光性质进行了表征。研究结果表明: 合成的纳米粒子为六角相, 粒径大小约30 nm。变温光谱研究表明: 由于4S3/2和2H11/2能级差较小, 当温度增加至45 K时, 4S3/2能级和2H11/2能级的电子布局同时相应地增加; 而当温度超过45 K之后, 温度依赖的2H11/2能级布局随着温度的提高而增多, 表现为520 nm的发光随着温度的提高一直增强。由于无辐射弛豫速率随温度升高而快速增加, 导致545 nm的发光随着温度的提高先增强后减弱。
稀土离子 上转换发光 变温光谱 rare-earth ions NaYF4∶Yb3+ NaYF4∶Yb3+ Er3+ Er3+ upconversion luminescence spectrum at various temperatures
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 洛阳理工学院 材料科学与工程系, 河南 洛阳471023
研究了980 nm激发下β-NaYF4∶Yb3+,Er3+ 纳米片在不同温度下的上转换发光。在不同温度下, 观察到了较强的绿色和红色上转换发光, 分别对应于 Er3+ 的(2H11/2, 4S3/2) → 4I15/2 和4F9/2 → 4I15/2 能级跃迁。随着温度的升高, 520 nm 的绿色发光带和660 nm的红色发光带强度逐渐增大, 545 nm 的绿色发光带呈现出先增强(84～204 K)后减弱的趋势(204～483 K)。分析了样品上转换发光随温度变化的原因, 并用三能级模型对样品的上转换发光随温度的变化规律进行了理论分析。
上转换 稀土离子 温度相关 三能级模型 upconversion β-NaYF4 β-NaYF4 rare earth temperature-dependent three-level system
1 中国科学院 激发态重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 长春理工大学, 吉林 长春130022
以光动力治疗药物玫瑰红(Rose Bengal, RB)与孔径为2.7 nm的介孔二氧化硅MCM-41为主体材料进行结构组装, 制备了具有生物光敏功能的介孔复合载体。对介孔复合载体的性质进行了表征, 通过紫外吸收和荧光光谱对玫瑰红RB在介孔孔道内的光学性质进行了分析。由于介孔道表面与RB的相互作用, 不同结构和性质的内孔道中的RB荧光发射峰发生了相应的红移和蓝移。
介孔材料 光敏剂 光动力治疗 mesoporouse materials photosensitizing agent photodynamic therapy
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
采用油水两相溶液体系, 借助于双亲聚合物包覆实现了CdSe/ZnSe核壳结构量子点自油相到水相的相转移。 油水两相中的聚合物包覆与已经报道的均相溶液中聚合物包覆量子点的方法不同, 包覆过程在油水两相界面处完成, 有效地减少了聚合物缠绕引起的量子点团聚, 实现了聚合物对量子点的无团聚单分散包覆。 透射电镜和激光粒度分析仪对聚合物包覆量子点的表征结果表明获得的水溶性量子点具有良好的分散性, 均一的水力尺寸。 吸收和发射光谱表明聚合物包覆过程对量子点的发射峰位和峰型没有引起明显的改变, 维持了较高的量子产率。 通过荧光微区成像技术成功实现了对人IgG蛋白的特异性检测, 证实这种方法获得的聚合物包覆量子点具有较好的与生物分子偶联的功能化基团, 适合于生物学标记应用。
CdSe/ZnSe核壳量子点 双亲聚合物 相转移 生物学应用 CdSe/ZnSe core/shell quantum dots Amphiphilic polymer Phase transfer Biological applications
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激发态重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京100049
以NaYF4为代表的上转换纳米晶作为细胞及组织标记的研究越来越热。 但易团聚,水溶性、生物兼容性差,没有与生物偶联官能团等缺点限制了其应用,因而表面修饰显得尤为重要。 作者通过水热和共沉淀相结合方法,制备了NaYF4:Yb3+,Er3+上转换纳米晶,并对其包覆二氧化硅壳层。 SEM表征硅包覆前后分别为25和250 nm的单分散粒子,说明硅已成功地包覆于纳米晶表面。 980 nm激光照射下,样品的PBS胶体溶液呈可视上转换绿光。 上转换荧光光谱和寿命均表明二氧化硅壳层对其发光性质影响很小。 圆二色谱说明蛋白分子通过戊二醛与纳米晶偶联前后的二级结构基本不变。 基于硅片上的抗原抗体荧光免疫识别试验进一步验证了偶联蛋白分子的特异性,表明该上转换纳米晶适合于生物标记。
上转换 硅包覆 生物偶联 免疫荧光成像 Up-conversion Silica coating Bioconjugation Immunofluorescence images
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理重点实验室， 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院， 北京100049
以传统的戊二醛交联的方法实现了聚丙烯酸包覆的CdSe/ZnS量子点和人IgG蛋白分子的偶联，同时研究了偶联过程对量子点发光性能的影响。通过琼脂糖凝胶电泳技术证明量子点和蛋白分子偶联成功。通过稳态光谱和时间分辨光谱研究了偶联过程对量子点荧光性质的影响。发现偶联到量子点表面的戊二醛分子能够破坏量子点的表面从而增加其表面缺陷，使量子点发光效率降低；上述产物进一步与人IgG偶联增强了量子点的荧光强度，这是由于连接到量子点上的蛋白分子修复了量子点的表面，从而降低了表面缺陷所致。
量子点 生物偶联 荧光性质 CdSe/ZnS CdSe/ZnS quantum dots bioconjugation photoluminescence
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院,北京 100049
用稳态光谱和时间分辨光谱技术研究了空穴传输材料对CdSe/ZnSe与CdSe/ZnS核壳量子点的荧光影响。结果表明,空穴传输材料对量子点有较强的猝灭作用,随空穴传输材料分子浓度的增加,量子点的荧光强度明显地被猝灭,同时量子点的荧光寿命也被减短。两种不同空穴传输分子对CdSe/ZnSe量子点的荧光猝灭明显不同。在与相同空穴传输分子相互作用时,包覆ZnS壳层的CdSe核壳量子点荧光猝灭效率明显低于包覆ZnSe壳层的CdSe核壳量子点。量子点的荧光猝灭过程可以解释为静态猝灭和动态猝灭过程,其中静态猝灭来源于量子点表面与空穴传输材料间相互作用,而动态猝灭则主要来源于量子点到空穴传输材料的空穴转移过程。实验结果表明空穴传输材料的种类以及核壳量子点的壳层结构都对其荧光猝灭效应起关键作用。
量子点 空穴传输 荧光猝灭 Quantum dots Hole transport Photoluminescence quenching 光谱学与光谱分析
2009, 29(12): 3204
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理重点实验室， 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院， 北京100049
展示了一种简捷的多壳层量子点合成路线。在含有过量Se源的CdSe体系中直接注入Zn源，“一步法”合成了CdSe/ZnSe量子点；进一步以CdSe/ZnSe为“核”，表面外延生长ZnS壳层制备了核/壳/壳结构CdSe/ZnSe/ZnS量子点。相对于以往报道的多壳层结构量子点的制备方法，该方法通过减少壳层的生长步骤有效地简化了实验操作，缩短了实验周期，同时减少对原料的损耗。对量子点进行高温退火处理，能够大幅提高CdSe/ZnSe/ZnS量子点的发光量子产率。透射电镜、XRD以及光谱研究表明：所制备的量子点接近球形，核与壳层纳米晶均为闪锌矿结构，最终获得的CdSe/ZnSe/ZnS量子点的光致发光量子产率达到53％。为了实现量子点的表面生物功能化，通过巯基酸进行了表面配体交换修饰，使量子点表面具有水溶性的羧基功能团，并且能够维持较高的光致发光量子产率。
CdSe/ZnSe/ZnS量子点 外延生长 配体交换 CdSe/ZnSe/ZnS quantum dots epitaxial growth ligand exchange
