稀土掺杂碳点的设计合成及其应用于荧光温度探针的研究

基本信息
批准号:51802197
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:何瑞云
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:燕双仟,边虹宇,唐永安,苏明样,贺炎亮,张小科
关键词:
碳点温度成像稀土掺杂纳米材料荧光温度探针
结项摘要

Detection the temperature distribution and variation in vivo/in vitro is of great significance for vital signs measurement, clinical diagnosis and treatment. Luminescent temperature sensors have attracted wide attention for their advantages including non-contact, harmless, rapid response and high resolution. Properties of the fluorescent temperature probes determine the performance of the thermometry. Due to the unique spectral characteristic, rear-earth ions have been widely used as fluorescent temperature probes, while their biocompatibility are not good enough. Carbon dots are mainly comprised of carbon with a size below 10 nm, good biocompatibility, and high luminescent quantum yield. As a new developed nanomaterial, carbon dots have great potentials in fluorescent temperature sensing. However, carbon dots need to be improve to overcome some shortcomings including small penetration depth, unclear luminescence mechanism and complicated influence factors. In this project, we will combine the rare-earth ions and carbon dots to obtain a new kind of fluorescent temperature probes with good biocompatibility, low toxicity, high sensitivity and high accuracy. The preparation parameters, doping condition, excitation condition and the luminescent temperature properties will be analyzed and optimized. The result will be applied to in vivo/in vitro thermal imaging, temperature detection and clinical diagnosis.

检测体外细胞或生物体内的温度分布和变化,对生命体征测量、临床诊断和治疗具有重要的意义。荧光测温法是一种无接触、无损伤、响应快、分辨率高的温度检测方法,其中荧光温度探针的设计和制备是决定其测温性能的关键因素。稀土离子具有温度敏感型的特征发射峰,已被广泛利用于荧光温度探针,但其生物相容性仍有待改良。碳点是一种新兴的纳米荧光材料,具有尺寸小、生物相容性好、量子产率高等优点,在荧光温度探针领域展现出了广阔的应用前景,但碳点的发光主要是宽波段蓝光发射,组织穿透能力差、发光机理不明确、影响因素复杂,需要进一步的设计改进。本项目拟结合稀土离子和碳点材料优异的发光特性和材料特性,通过对制备条件、掺杂比例、激发参数、荧光温度特性等进行设计和优化,研发一种具有良好的生物相容性、毒性低、准确度高、灵敏度高的荧光温度探针,成果有望应用于体内或体外的生物成像、温度检测和临床诊断等科研和应用领域。

项目摘要

在生命体征测量、临床诊断和治疗等领域,对体外细胞或生物体内的温度分布和变化的精确测量有着非常重要的意义。利用具有温度敏感性的荧光探针进行的荧光测温具有非接触、无损伤、响应快、分辨率高等与生俱来的优势。其中荧光温度探针的设计和制备是决定其测温性能的关键因素。新兴的纳米荧光材料——碳点,具有尺寸小、生物相容性好、量子产率高等优点,在荧光温度探针领域展现出了广阔的应用前景。本项目结合稀土离子和碳点材料优异的发光特性和材料特性,完成了未掺杂稀土碳点、Eu3+掺杂碳点和Er3+/Yb3+共掺杂碳点的制备,系统研究了多个合成参数的影响,通过丰富的技术手段,详细表征了碳点的结构和理化性质。对碳点的光学性质进行了全面系统的测试,解析了碳点的发光机理。研究了碳点的荧光温度特性,构建了高灵敏的荧光温度探针,成果有望应用于体内或体外的生物成像、温度检测和临床诊断等科研和应用领域。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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