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稀土上轉(zhuǎn)換納米材料（UCNP）是以一種遵循反Stokes定律的新型發(fā)光材料，具有發(fā)射光譜窄、穩(wěn)定性好、發(fā)光強(qiáng)度高的光學(xué)特性，以及材料毒性低、熒光壽命長、抗光漂白能力強(qiáng)等化學(xué)性質(zhì)。

近年來，隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，UCNP在各個領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用，尤其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。文章簡單介紹了UCNP的構(gòu)成，重點綜述UCNP在生物傳感、生物成像、腫瘤治療等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的最新研究進(jìn)展，并對其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

UCNP通常由基質(zhì)、敏化劑與激活劑構(gòu)成。目前研究發(fā)現(xiàn)，以NaYF4作為基質(zhì)，Er3+、Tm3+、Ho3+離子對共摻雜的材料是UCL性能最好且最具潛力的UCNP。其合成方法主要包括水熱/溶劑熱法、溶膠凝膠法、熱分解法等。

其中，水熱/溶劑熱法和熱分解法因具有靈活控制晶粒生長并且一次合成過程可以同時實現(xiàn)納米材料的制備及表面修飾等優(yōu)點，是目前應(yīng)用最廣泛的合成方法。通過以上方法合成的UCNP通常由疏水性配體（油胺、油酸）封端，導(dǎo)致合成的材料水溶性和生物相容性差。

為了將UCNP更好地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對其進(jìn)行表面功能化修飾尤為重要。主要方法包括配體除去、配體氧化、配體交換、表面硅烷化，以及兩親性聚合物包覆等方法。UCNP具有多個發(fā)射峰且發(fā)射譜帶窄，以及近紅外激發(fā)下顯示出低背景自發(fā)熒光的特性，使其特別適用于生物傳感的應(yīng)用。UCNP已被廣泛用于檢測各種生物變量（如溫度、pH值）。支持溫度傳感應(yīng)用的是波爾茲曼分布理論。

Er3+是常見用于溫度傳感的鑭系離子，Er3+在520nm和550nm處的UCL，分別對應(yīng)2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2能級躍遷，因此可以用來檢測溫度。
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