主な記事:アップコンバートナノ粒子

フォトンアップコンバージョンは、バルク結晶や光ファイバで最初に研究されたが、ナノマテリアルの開発によってよりよく知られるようになった。 これは、光子アップコンバージョンプロパティを持つナノ構造を適用することができる多くの方法のために起こった。 この新しいクラスの材料は、アップコンバートナノ粒子またはUcnpと広く呼ばれることがあります。

ランタニド添加ナノ粒子編集

ランタニド添加ナノ粒子は、ナノテクノロジーに関する一般的な研究のために1990年代後半に登場し、現代のランタニド研究の風景の転換点を示している。 ランタニドープナノ粒子の光学遷移は本質的にバルク材料のものに似ているが、表面修飾に従順なナノ構造は研究のための新しい機会を提供します。 その上、粒子の小型は生物的適用のための分子fluorophoresに代わりとして使用を可能にする。 大きなストークスシフトや非blinkingなどの独自の光学特性により、単一分子追跡や深部組織イメージングなどの困難な作業において、従来の発光プローブに匹敵することが可能になりました。 バイオイメージングの場合、ランタニドープされたナノ粒子は近赤外光で励起することができるため、生体試料の自家蛍光を低減し、画像のコントラストを

ランタニドドープナノ粒子は、一定量のランタニドイオンをドープした透明材料(より多くの場合、フッ化物Nayf4、Nagdf4、Liyf4、YF3、Caf2またはGd2O3などの酸化物)のナノ結晶である。 光子のアップコンバージョンに使用される最も一般的なランタニドイオンは、エルビウム-イッテルビウム(Er3+、Yb3+)またはツリウム-イッテルビウム(Tm3+、Yb3+)の対である。 このような組み合わせでは、イッテルビウムイオンがアンテナとして添加され、約980nmの光を吸収し、それをアップコンバータイオンに移動させる。 このイオンがエルビウムであれば、特徴的な緑色および赤色の発光が観察され、アップコンバータイオンがツリウムであれば、発光は近紫外、青色および赤色の光を含む。

これらのナノ材料の有望な側面にもかかわらず、材料化学者が直面する緊急の課題の一つは、多重化されたイメージングとセンシングへの応用に不可欠である調整可能な放出を有するナノ粒子の合成にある。 希土類ハロゲン化物ナノ粒子の制御された成長を可能にする再現性のある、高収率の合成経路の開発は、多くの異なる生物応用におけるアップコンバージョンナノ粒子の開発と商業化を可能にした。 世界で初めて市販されたアップコンバージョンナノ粒子は、Intelligent Material Solutions,Inc.によって開発されました。 シグマ-アルドリッチを介して配布されます。 最近、調整可能な放出を有する粒子の設計の挑戦で前進して、高品質のナノ構造結晶の合成における重要な進歩は、光子のアップコンバージョンのための新しい経路を可能にしました。 これには、コア/シェル構造を持つ粒子を作成する可能性が含まれ、界面エネルギー移動(IET)を介してアップコンバージョンを可能にします。

半導体ナノ粒子編集

半導体ナノ粒子または量子ドットは、光子のアップコンバージョンではなく、二光子吸収機構に続く励起よりも短い波長の光を放出することがしばしば実証されている。 しかし、最近では、分子エミッタと組み合わせた増感剤としてのCdSe、PbS、PbSeなどの半導体ナノ粒子の使用は、三重項-三重項消滅による光子アップコンバージ それらが600nmの可視ライトに980nmの赤外線ライトをupconvertするのに使用されていました;青いライトへの緑色航法燈; そして紫外への青いライト。 この技術は非常に高いアップコンバートの機能から寄与する。 特に、これらの材料が電気に日光の赤外線地域を捕獲し、光起電太陽電池の効率を高めるのに使用することができます。

vivoEditにおける差動癌バイオイメージングのためのアップコンバージョンナノカプセル

腫瘍悪性腫瘍の早期診断は、所望の臨床転帰を付与することを目的としたタイムリーな癌治療のために重要である。 従来の蛍光ベースのイメージ投射は低いティッシュの浸透および背景のautofluorescenceのような挑戦に残念ながら直面されます。 アップコンバージョン(UC)ベースのバイオイメージングは、それらの励起が低い周波数で発生し、より高い周波数で放出として、これらの制限を克服するこ クォン他 二つの異なる三重項-三重項消滅UC発色団対をカプセル化するために合成された多機能シリカ系ナノカプセルを開発しました。 各nanocapsuleは赤灯の刺激に続いて異なった色、青か緑を、出す。 これらのナノカプセルをさらに抗体またはペプチドのいずれかと結合させて、それぞれ乳癌または結腸癌細胞を選択的に標的とした。 Invitroおよびinvivoの実験結果は,単一波長励起からの癌特異的および差動カラーイメージングと,透過性および保持効果の増強によるものよりも標的腫よう部位での蓄積がはるかに大きいことを示した。 このアプローチは、様々な腫瘍特異的、色コーディングシナリオのための発色団ペアの様々なホストに使用することができ、異種腫瘍微小環境内の癌の種類の広

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