研究成像稀土掺杂LaF_3上转换纳米粒子制备及其在生物成像中运用

论文导读：的生物相容性，更为重要的是上转换材料在受到近红外光激发时，激发光和发射光对生物有机组织的穿透能力得到了显著的提升，生物组织的受损伤程度大大减轻，同时背景荧光被减弱到可以忽略的程度，进而使得上转换成像的灵敏度得到极大的提升，由此，近五年来上转换材料渐渐成为生物医学尤其是光学生物成像领域的探讨热点。本论文介绍了
摘要：法国科学家Auzel于1966年提出上转换发光这一概念，即稀土元素掺杂的上转换材料在近红外激光（通常为980nm）激发的条件下发射出可见光或800nm近红外光的现象。自此之后，稀土上转换材料逐渐成为材料科学的探讨热点之一，同时由于其不同于传统发光材料的独特性质和发光原理，如很高的化学稳定性、令人满意的光学稳定性、比较长的荧光寿命、良好的生物相容性，更为重要的是上转换材料在受到近红外光激发时，激发光和发射光对生物有机组织的穿透能力得到了显著的提升，生物组织的受损伤程度大大减轻，同时背景荧光被减弱到可以忽略的程度，进而使得上转换成像的灵敏度得到极大的提升，由此，近五年来上转换材料渐渐成为生物医学尤其是光学生物成像领域的探讨热点。本论文介绍了一种合成上转换纳米粒子（UCNPs）的新策略——油酸离子液体两相法，并探讨了反应历程中油酸、离子液体、醇对UCNPs形貌、粒径、水溶性的影响，详细探讨了合成的上转换纳米粒子的形貌特点、光学特性、化学特性以及生物相容性，随后革新性地在光学生物成像方面开展了大量的探讨工作。主要探讨内容包括:1.油酸离子液体两相法合成LaF_3: Yb, Er/Ho/Tm纳米粒子及后续功能化修饰。这一部分采取油酸离子液体两相法合成了油溶性和水溶性的LaF_3: Yb,Er/Ho/Tm纳米粒子，并探讨了油酸、离子液体、醇在该两相系统合成纳米粒子历程中所担当的角色以及所起的作用。随后用二氧化硅包覆等策略将合成的水溶性LaF_3: Yb, Tm纳米粒子进行功能化修饰并用紫外可见光谱、红外光谱、ζ-电位浅析等手段进行表征。2.利用已经修饰完成的LaF_3: Yb, Tm纳米粒子（UCNPs@SiO_2-FA）成功地进行了细胞毒性实验、人胃癌MGC803细胞体外靶向成像、CT成像、淋巴结上转换荧光（UCL）和CT双方式成像以及体内胃癌靶向成像。这些基于LaF_3: Yb,Tm纳米粒子的人胃癌MGC803细胞靶向成像和CT成像在国际上为首次报道，其中，CT成像为最大的亮点，由于稀土上转换纳米粒子具有很强的X射线衰减系数，而LaF_3拥有在常见上转换基质中最高的稀土元素含量(La=70.9%)，由此为其中最理想的CT成像造影剂。在成功进行体外体内CT成像后结合上转换荧光靶向成像，实现双方式成像，以期为目前生物成像技术提供一种新的思路。关键词：上转换纳米粒子论文两相法论文功能化修饰论文上转换荧光成像论文CT成像论文双方式成像论文靶向成像论文
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ABSTRACT8-10
目录10-12
第一章 绪论12-36

1.1 稀土上转换材料概述12-16

1.2 稀土上转换材料的合成16-21

1.2.1 共沉淀法16-17

1.2.2 水热溶剂热法17-19

1.2.3 三氟醋酸盐热分解法19-21

1.2.4 离子液体法21

1.3 上转换纳米粒子的生物学运用21-29

1.3.1 上转换纳米粒子在生物标记方面的运用22-25

1.3.2 上转换纳米粒子在生物成像方面的运用25-29

1.4 本课题的设计思想及探讨内容29-31

参考文献31-36
第二章 油酸离子液体两相法合成 LaF_3: Yb, Er/Ho/Tm 纳米粒子及后续功能化修饰36-53

2.1 引言36-37

2.2 实验部分37-41

2.1 实验试剂37-38

2.2 稀土油酸前驱体的制备38

2.3 水溶性 LaF3: Yb, Er/Ho/Tm 纳米粒子的制备38-39

2.4 水溶性 LaF3: Yb, Tm 纳米粒子的功能化修饰39-40

2.5 表征40-41

2.6 数据统计浅析41

2.3 结果与讨论41-49

2.3.1 油酸离子液体两相法反应原理41-44

2.3.2 LaF_3: Yb, Tm UCNPs 的形貌与结构表征44-47

2.3.3 水溶性 LaF_3:Yb, Tm UCNPs 功能化修饰的表征47-49

2.3.4 LaF_3: Yb, Er/Ho/Tm UCNPs 的上转换光谱49

2.4 本章小结49-51

参考文献51-53
第三章 基于论文导读：7-663.3.1细胞毒性实验及胃癌细胞体外靶向成像57-613.3.2CT成像61-633.3.3淋巴结UCL和CT双方式成像63-653.3.4体内肿瘤靶向成像65-663.4本章小结66-68参考文献68-70第四章全文总结与展望70-73致谢73-74附录74上一页12
LaF_3:Yb, Tm 上转换纳米粒子的生物学成像53-70

3.1 引言53-54

3.2 实验部分54-57

3.

2.1 试剂、材料及仪器54-55

3.

2.2 细胞毒性实验55

3.

2.3 胃癌细胞体外靶向成像55-56

3.

2.4 CT 成像56-57

3.

2.5 淋巴结 UCL 和 CT 双方式成像57

3.

2.6 体内肿瘤靶向成像57

3.

2.7 数据统计浅析57

3.3 结果与讨论57-66

3.1 细胞毒性实验及胃癌细胞体外靶向成像57-61

3.2 CT 成像61-63

3.3 淋巴结 UCL 和 CT 双方式成像63-65

3.4 体内肿瘤靶向成像65-66

3.4 本章小结66-68

参考文献68-70
第四章 全文总结与展望70-73
致谢73-74
附录74