近红外发光稀土膦酸盐纳米材料的制备及其生物应用研究

荧光材料广泛应用于医学成像、生物标记和荧光免疫分析等生物领域。与传统的有机荧光化合物和量子点相比，稀土配合物具有优异并且独特的发光性能，作为荧光材料具有更大优势，因此在生物成像、生物传感器和荧光探针等方面有着巨大的潜在应用价值。本项目致力于研究新型稀土膦酸盐化合物纳米材料的合成及其在生物上的应用。首先设计合成一系列有机膦酸配体，通过适当的合成方法制备得到稀土膦酸盐化合物本体材料和纳米材料。通过系统表征和运用相关理论，研究膦酸配体结构和纳米材料形貌、尺寸等对材料发光性能的影响，总结相关规律，优化合成路线，力求得到高效发光的稀土膦酸盐化合物纳米材料。而且，生物分子在近红外区透过能力很强，可以实现超灵敏检测，因此我们将着力于研究近红外发光的稀土膦酸盐化合物纳米材料。在此基础上，筛选出发光性能优异、生物相容性较好的纳米材料，积极开展其在生物传感器和生物成像等领域的应用。

稀土光学材料作为一种新型的荧光材料,以其独特的荧光性质,被广泛地应用在生命科学的许多领域,比如生物标记与成像、生物传感与检测和荧光免疫分析等。同时，近红外光可大大增加生物分子的透过能力，使得生物分子的超灵敏检测成为可能，因此开发近红外发光的稀土光学材料在生物领域具有非常重要的研究意义和应用前景。在本项目执行这三年时间中，我们紧紧围绕稀土光学材料这个研究中心，开展了大量系统的研究工作，开发了一系列性能优异、具有潜在应用前景的稀土光学功能材料，如稀土荧光检测材料、稀土非线性光学材料、稀土白光材料等，初步探索了这些材料在生物检测、细胞成像等方面的应用。我们紧密结合我国现阶段对新型稀土材料开发的迫切需要，致力于稀土光学材料的持续开发和应用，深入挖掘稀土光学材料的内在性质，不断拓宽稀土材料的应用范围。取得的创新性研究成果主要包括：(1) 稀土荧光检测材料的合成；(2) 稀土光学材料的制备及性能优化；(3) 膦酸盐化合物的制备与性能研究；(4) 稀土配合物纳米材料的合成及其在生物成像上的应用研究。项目执行期间共发表SCI论文12篇，包括Chem. Commun., J. Mater. Chem., Chem. Eur. J等国际著名期刊，联合培养硕士研究生两名，受邀参加全国会议并作邀请报告两次。