基于上转换纳米粒子的近红外敏感材料UCNPs

本文是一篇综述，介绍了用上转换纳米粒子构建近红外敏感材料，还有近红外敏感材料的应用和挑战。作者是德国马普研究所的 Si Wu和 Hans-Jürgen Butt， Near-Infrared-Sensitive Materials Based on Upconverting Nanoparticles （Adv. Mater. 2016, 28, 1208–1226）

        上图是各种光线的生物组织穿透能力对比，UV是紫外，VIS是可见光，IR是红外光，NIR是近红外光，还是近红外光的组织穿透能力最强；假设穿透深度与光强的5%成正比，光线穿透1.0  mm  at λ  = 408 nm, 6.3 mm at  λ  = 633 nm, 7.5  mm  at   λ  = 705 nm, and 8.0 mm at λ  = 808 nm，当波长继续增加达到红外区时，由于水对红外光吸收很强，所以穿透深度反而减弱。

       传统的NIR吸收过程是同时吸收两个光子，比如，对365nm紫外光敏感的化合物可能同时吸收波长730nm的两个光子。但是由于双光子吸收的吸收截面较小，尽管使用了飞秒级的激光器，效率还是不高。因为这个过程需要高强度的光线，只能发生在激光的聚焦处，脉冲强度大于10的六次方W.cm-2，缺点显而易见。镧系金属掺杂的上转换材料自2000年被报道，相对于传统NIR吸收过程的优点是不需要高强度的脉冲激光，光强可以小好几个数量级，可以使用直径几个厘米的红外激光二极管。用NIR产生活性氧用于光动力学治疗的见文献 Chem. Soc. Rev. 2015 , 44 , 1449​

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PLL聚赖氨酸修饰上转换发光粒子

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Con A-UCNPs刀豆球蛋白修饰上转换发光颗粒

核糖核酸标记上转换纳米颗粒

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TiO2二氧化钛修饰上转换发光材料

UCNPs稀土掺杂上转换荧光探针

稀土上转换纳米颗粒表面花菁染料配体

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ICG表面修饰稀土上转换纳米颗粒

CY5.5修饰稀土上转换纳米颗粒

寡聚胸腺嘧啶脱氧核糖核酸修饰上转换纳米颗粒

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镧系稀土离子掺杂多层核壳结构上转换发光颗粒

正交激发-发射上转换荧光纳米颗粒

有机荧光染料标记稀土上转换纳米颗粒

UCNP-MOF异质二聚体

卟啉类金属有机框架稀土上转换复合材料

UCNPs@MOFs复合材料

金纳米颗粒复合稀土上转换纳米颗粒Au@UCNPs

葡萄糖氧化酶（GOx）和二抗共同标记在金纳米粒子

葡萄糖氧化酶修饰稀土上转换纳米颗粒

SPPC沉积稀土上转换纳米发光颗粒

离子体光子晶体沉积稀土上转换颗粒

NaYF4:Yb,Er稀土掺杂上转换纳米颗粒

肌动蛋白修饰上转换纳米颗粒

溶菌酶偶联上转换纳米颗粒

过氧化氢酶修饰上转换纳米颗粒

胰岛素修饰上转换纳米发光颗粒

菊粉修饰上转换纳米颗粒

HRP-UCNP辣根过氧化氢酶上转换纳米粒子

透明质酸修饰上转换纳米颗粒

海藻酸钠修饰上转换纳米颗粒

脂多糖修饰上转换纳米发光颗粒

Ficoll聚蔗糖修饰上转换纳米颗粒

甘露糖修饰水溶上转换纳米颗粒

半乳糖包覆脂溶上转换纳米颗粒

Casein酪蛋白修饰上转换纳米颗粒

聚组氨酸修饰上转换纳米颗粒

活性大分子修饰稀土上转换发光颗粒

大分子蛋白偶联上转换纳米颗粒

抗原偶联UCNPs上转换纳米颗粒

抗体偶联UCNPs上转换纳米颗粒

活性蛋白/小分子偶联上转换纳米颗粒

活性生物分子偶联上转换发光纳米颗粒

PAMAM修饰水溶性上转换纳米颗粒

上转换氟化镧纳米颗粒

官能团修饰水溶性上转换纳米颗粒

Protein G修饰上转换纳米颗粒

生物标记/共价键偶联上转换纳米颗粒

miRNA偶联上转换纳米颗粒

二氧化锰纳米片修饰的上转换纳米颗粒

Biotin修饰上转换纳米粒子

PEI修饰红色上转换纳米颗粒