使用 Er3+ 掺杂核@壳纳米粒子进行温度传感和生物成像的新前景以及 H2O 和 D2O 溶剂对其光谱特性的影响

摘要：镧系元素掺杂纳米粒子（NPs）表现出温度依赖性发光，从而能够设计用于工业和医疗应用的发光纳米温度计。本研究展示了具有六边形形状和 17 nm 平均尺寸的 NaYF 4 :7.5%Er 3+ @NaYF 4 以及 NaErF 4 @NaYF 4 NPs 的温度传感特性。通过高分辨率透射电子显微镜证实了它们的核@壳结构，并且它们在 H 2 O 和 D 2 O 胶体中 1532 nm 激发下表现出强烈的上转换（UC）发射。记录的光谱显示 Er 3+ 发射带具有不同的强度比，具体取决于 Er 3+ 浓度、所选溶剂和温度。所研究 NPs 的光谱特性使其能够在生物窗口内被激发并观察发射，这使其可用于生物相关应用。分析了所制备 NPs 在 H 2 O 和 D 2 O 中在 298 至 358/363 K 范围内随温度变化的发射。研究了热耦合能级和非 TCL 的比率及其相对灵敏度。对于水中的高掺杂浓度样品，O─H 振动和吸收光谱中的蓝移使得 2 H 11/2 / 4 I 11/2 比率创下了 2.50% K −1（在 363 K 下）的相对灵敏度记录。还展示了在 1550 nm 激发下使用合成的 NPs 进行生物成像，以观察其在 Daphnia magna 肠道中的蓄积。