基于上转换荧光纳米材料在化学生物中的应用摘 要：稀土掺杂氟化物上转换纳米材料因其特有的发光性能，使其在生物能源 化学、生物医学、 光电子动力学等领域已经获得了广泛而重要的应用。本文对上转换纳米材料就当前的修饰、 化学无机物的检测， 以及在生物分子检测，生物成像标记，免疫分析，疾病诊断等方面的最新研究进展做一综述，并讨论了上转换材料在化学生物领域的应用前景。关键词：上转换； 无机物； 生物分子； 成像； 标记； 免疫； 疾病诊断； 综述1 引 言上转换纳米材料是一类比较特殊的稀土掺杂无机发光材料，它可以通过多光子机制将近红外光转换成短波辐射，发射出紫外或者可见光，即 anti-Stökes 发光该类材料具有如下诸多优点[17, 40]：①化学稳定性良好，发光过程几乎不受温度、湿度、pH 等的影响；②光化学稳定性好，长时间在强光或激发光照射下仍具有很高的光学稳定性，且不易被光解；③上转换发光材料发光是 anti-Stökes 发光，其激发波长一般是近红外或红外光，而在生物体系中，大部分干扰物不会被激发，降低了检测背景，使得灵敏度获得很大的提高；④上转换发光材料的近红外或红外激发光波长长，能量低，所以可以很好的穿透一些生物组织而不会对其产生伤害⑤上转换纳米材料是稀土掺杂材料，这相比于一些常用的荧光染料，价格低廉。而且其激发光源采用的是廉价高效的 980 nm 红外激光器，检测装置比较简单；⑥发光波长可调。例如选择 NaYF4作为基质，合成过程中掺杂不同的稀土离子可以得到不同颜色的发射荧光。从以上优点可以看出上转换纳米材料是一类非常优越的生物标记材料。目前稀土发光上转换纳米材料的制备方法很多，主要有共沉淀法、 水热法 溶胶-凝胶法、 微乳液法、 燃烧法、 喷雾热解法、 气相沉积法等。只要合理调控掺杂离子， 这些合成手段都可扩展到制备上转换。然而，为了满足尺寸、形貌可控、上转换发光效率高及生物应用的要求， 目前发展了一些有效的方法来制备上转换，主要有油酸或者亚油酸协助的水热合成法、 三氟乙酸稀土盐热分解法、 液相共沉淀法。如果在合成过程当中加入一些金属、非金属或高聚物还能获得一系列方便使用、更多性能的上转换材料。目前上转换荧光纳米材料在很多领域已经获得广泛应用。通过对其掺杂一些其他物质，譬如金属，氧化物，非金属及高分子有机物，或在其合成后对其表面进行层层组装等修饰而获得了一系列具有很好水溶性和生物相容性的光敏材料...
