基于Er3+的超敏感和可调节的纳米热量计 - 敏感的核心@贝纳米粒子用于第一个生物窗口中的使用
Tomasz Grzyb1, Sylwia Ryszczyńska2, Natalia Jurga1
1Department of Rare Earths, Faculty of Chemistry, Adam Mickiewicz University in Poznań, Uniwersytetu Poznańskiego 8, Poznań 61-614, Poland.
ACS applied materials & interfaces
|October 4, 2024
概括
用Er3+离子敏感的兰化物化纳米粒子 (NP) 显示出作为纳米医学无接触温度传感器的前景. 这些NP表现出温度依赖的上转换辐射,使得在全血等生物环境中能够进行精确的测量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 在纳米医学中,越来越多地研究着用兰化物合的纳米粒子 (NP) 进行非接触式温度传感.
- 有效的NP温度传感器需要在生物窗口内激发和发射以获得最佳的透明度.
- (Er3+) 离子敏感的NP为生物材料中的传感应用提供了潜力.
研究的目的:
- 为了研究Er3+敏感核NP作为生物应用的光学温度传感器的潜力.
- 为了合成和表征各种基于NaErF4的core@shellNP与不同的代码组 (Tm3+,Ho3+).
- 评估这些NP在生物介质中的温度传感性能,包括灵敏度和分辨率.
主要方法:
- 通过高沸溶剂反应合成核心@shellNP (NaErF4@NaYF4,NaYF4:Er3+,Tm3+@NaYF4,NaYF4,NaYF4:Er3+,NaYF3+Ho,3+@NaYF4) 通过高沸溶剂反应进行合成.
- 使用X射线衍射 (XRD),高分辨率传输电子显微镜 (HRTEM) 和元素分布映射进行表征.
- 在1532nm激光激发下测量温度依赖的上转换 (UC) 辐射光谱,在295360K范围内,并计算发光强度比 (LIR).
主要成果:
- 合成的NP表现出强烈的UC发射,可在全人血液中检测到.
- 取决于温度的排放分析显示,根据NP组成和codopants,传感性能各不相同.
- 最大相对温度灵敏度在1.12%·K-1到4.55%·K-1之间,温度分辨率在0.05K和2.53K之间.
结论:
- Er3+-敏感的核心@shell NP 显示出作为生物医学应用的非接触式光学温度传感器的巨大潜力.
- 这些NP成功地测量了全血中依赖温度的排放,证实了它们在生物环境中的实用性.
- 研究的NP显示出出色的传感性能,包括在加热-冷却周期中具有良好的不确定性和可重复性.
