稀土上转换发光材料根据不同方法，可以得到具有可控尺寸、形貌及分散均匀的纳米粒子，然而合成出的纳米粒子表面一般被疏水有机配体包覆，包括油酸、油胺和碳十八烯等。这些表面包覆疏水性配体的纳米粒子具有较差的亲水性，限制了纳米粒子在生物领域的进一步应用，同时纳米粒子表面为惰性基团，不利于其广泛应用。因此，需要对制备的纳米粒子材料表面进行修饰，以便其在生物医学领域中得到广泛的应用。以下对四种表面修饰稀土上转换纳米粒子的方法进行介绍。
1.配体交换法
利用高温溶剂热法合成了表面油胺包覆的疏水性上转换发光纳米粒子，然后将油胺分子交换为双羧酸PEG高分子。这样，纳米粒子具有了良好的亲水性，同时由于表面羧基的引入，可以进一步连接生物分子。常见的几种高分子交换配体包括聚丙烯酸(PAA)、6-氨基己酸 (AHA)、己二酸(HAD)、磷脂分子等。
2.表面配体氧化法
将表面配体中的碳碳双键氧化为羧基的新方法。环氧化试剂为间氯过氧苯甲酸，油酸配体中碳碳双键可以氧化为三元环氧化合物，进一步在比较温和的条件下与活性有机分子(如mPEG-OH) 进行开环反应，将亲水性分子嫁接到纳米粒子表面，使得上转换发光纳米粒子具有良好的亲水性。此外，将表面配体中的碳碳双键经过臭氧氧化，从而得到了亲水性的上转换发光纳米粒子，这种方法的优点在于反应过程清洁,不会产生副产物。如下图所示：

3.层层自组装法
将两亲性聚合物和聚电解质聚合物包覆到上转换发光纳米粒子表面。两亲性聚合物具有疏水链与亲水性基团，其中疏水链与上转换发光纳米粒子表面的疏水烷基链之间通过范德华力结合，包裹在纳米粒子的表面，而亲水性基团则包裹在外围，这样纳米粒子经过修饰后就拥有了良好的亲水性及生物相容性。将含有正电盐酸聚烯丙基胺(PAH)与含有负电的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)通过电荷之间的静电作用，层层自组装到纳米粒子的表面，修饰后，纳米粒子表面具有大量的氨基，可以进一步得到应用。将聚丙烯酸(PAA)包覆于上转换发光纳米粒子表面。PAA中含有40%异丙胺基与25%辛胺基，可以将疏水性的上转换发光纳米粒子修饰为亲水性。运用层层自组装方法，不仅使纳米粒子具有亲水性及功能性，同时也具有良好的生物相容性。
4.二氧化硅包裹法
将疏水性上转换发光纳米粒子溶液与硅烷混合，硅烷可以发生水解反应，从
而通过共价键作用将厚度可控的二氧化硅层包覆到纳米粒子表面，使纳米粒子具有良好的亲水性。将上转换发光纳米粒子、上转换发光纳米粒子与染料或量子点复合材料包覆上二氧化硅层。此外，还可以在稀土离子掺杂的LaF3上转换发光纳米粒子表面利用有机硅烷水解，包覆上一层氨基功能化的二氧化硅层，并与生物素修饰的羟基琥珀酰亚胺酯偶联，作为生物发光标记得以应用。这种修饰方法不仅可以利用反向微乳法修饰疏水性纳米粒子，还可以利用微乳法修饰亲水性纳米粒子。修饰后得到的纳米粒子亲水性较好，同时具有良好的生物相容性，为纳米粒子在生物领域的应用提供了方便。

相关科研产品：
绿色荧光蛋白(GFP)修饰稀土上转换纳米颗粒
CdS硫化镉修饰稀土上转换纳米颗粒
生物标记/共价键偶联上转换纳米颗粒
高掺敏化离子增强上转换微纳米材料
上转换发光性质的硫氢根离子纳米传感材料
含铋离子稀土上转换纳米发光材料
红光/近红外光双色上转换发光纳米材料
八面体结构CeO_2:Er/Yb纳米材料上转换荧光
单红光上转换荧光纳米材料
异质离子掺杂稀土上转换发光纳米材料
烧绿石型T2Ti2O7上转换纳米材料
磷光/上转换发光纳米材料
稀土上转换纳米颗粒/钒酸铋纳米复合材料
稀土氟化钠(NaREF_4)上转换纳米粒子
稀土掺杂LaF3上转换纳米粒子
碳点和NaYF_4:Yb,Er上转换纳米颗粒
氧化钨/NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米颗粒
负载MnO2纳米片上转换纳米颗粒
稀土掺杂的Na_3ZrF_7上转换纳米颗粒
金上转换纳米粒子三聚体
NaMn_3F_(10):Yb,Er红光发射上转换纳米颗粒
有机聚合型光子上转换纳米粒子
NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒