氟化物/钙钛矿型氧化物复合基质调控及对稀土荧光淬灭的抑制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21471050
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    王国凤
  • 依托单位：
    黑龙江大学
  • 学科分类：
    B0104.无机合成
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Rare earth doped inorganic nanomaterial will be a new generation of fluorescent biological materials and have potential applications in ultra sensitive biological detection and drug release due to their high chemical stability, narrow-band emission, long fluorescence lifetime, and so on. The key actor of the applications is the enhancement of the fluorescence quantum efficiency. This project aims to combine the advantages of fluoride and perovskite type oxides, and prepare fluorides/perovskite type oxides nano-heterostructures.It is expected to reduce the concentration quenching effect, control the local lattice vibration, reduce the nonradiative transition, and enhance the stability and quantum efficiency of fluorescence materials. Through surface modification, the rare earth doped fluorides/perovskite type oxides nano-heterostructures with good water solubility and biocompatibility will be used for tumor cells sensitive detection and anticancer drugs targeting transport and release. Multifunctional nanocomposites together with medical diagnosis and treatment will be synthesized. In order to enhance the tumor cell detection sensitivity and signal to noise ratio, the morphology, size, growth site, and compound quantity of rare earth doped fluorides/perovskite type oxides nano-heterostructures will be adjusted by the epitaxial growth method. Functional nanomaterial with excellent performance will be provided for clinical diagnosis and treatment.
稀土掺杂无机纳米材料因其高光化学稳定性、窄带发射和长荧光寿命等优点，有望成为新一代荧光生物材料，应用于超敏生物检测和药物缓释，其关键是提高材料的荧光量子效率。本项目拟结合氟化物和钙钛矿型氧化物两种基质材料的优点，利用外延生长技术构筑氟化物/钙钛矿型氧化物异质结型复合基质。以期能够借助于钙钛矿型氧化物的特殊结构抑制纳米荧光材料的浓度淬灭效应，调节异质结构材料的局域晶格振动，减小无辐射跃迁损失，提高材料的稳定性和荧光量子效率。进一步借助于表面修饰等手段使纳米异质结构材料具有良好的水溶性和生物相容性，应用于肿瘤细胞高灵敏检测及其抗癌药物靶向传输与缓释，构筑出可应用于医学诊断和治疗的多功能纳米复合材料。通过外延生长控制钙钛矿型稀土氧化物纳米晶的尺寸、形貌、生长位点及厚度，提高荧光检测灵敏度和信噪比，为临床诊断和治疗提供性能优异的功能纳米材料。

结项摘要

稀土掺杂无机纳米材料因其高光化学稳定性、窄带发射和长荧光寿命等优点，受到国内外的广泛关注。稀土纳米材料应用关键是提高材料的荧光量子效率。本项目中，我们合成了一系列稀土掺杂的钙钛矿型氧化物（包括稀土钼酸盐和稀土钨酸盐等）及其复合物，利用钙钛矿型氧化物的特殊结构抑制纳米荧光材料的浓度淬灭效应，并将其应用于葡萄糖检测和太阳能电池。获得主要成果如下：.（1）稀土纳米荧光材料的可控制备及性能优化：合成了一系列稀土纳米荧光材料，包括稀土离子掺杂的BaWO4、InWO4 、SrWO4、BaMoO4、Bi2MoO6、CaTiO3、NaYF4、La2Ti3O9.5、Y2O3/Y2O2S和NaYF4:Er3+/Yb3+-C3N4等纳米晶。通过对基质材料、掺杂稀土离子的选择与优化，通过对纳米材料形貌的控制等研究过程，提高了稀土离子的淬灭浓度，优化了材料的发光性能。此外，我们合成了Pt/Y2O3和NaYF4:Eu3+@Ag复合纳米晶，利用贵金属的等离子体共振效应，提高了材料的发光效率。.（2）稀土纳米荧光材料在葡萄糖检测中的应用：我们合成了水溶性的BaWO4:Yb3+/Er3+@Au和NaYF4:Eu3+@Ag纳米复合材料，通过能量转移，贵金属壳层可以有效吸收稀土离子的能量，导致稀土离子荧光淬灭。在BaWO4:Yb3+/Er3+@Au或NaYF4:Eu3+@Ag复合纳米晶体的表面上固定葡萄糖氧化酶后，通过加入一定量的葡萄糖，贵金属纳米粒子可以分解成金属离子，并伴随着稀土离子的荧光恢复。该葡萄糖检测方法具有非常低的检测限。.（3）稀土纳米荧光材料在染料敏化太阳能电池中的应用：我们将具有发光功能的Pt/Y2O3、Y2O3/Y2O2S和NaYF4:Er3+/Yb3+-C3N4等纳米复合材料引入到染料敏化太阳能电池的光阳极，提高了电池的光电转换效率。与纯TiO2电池相比,引入Pt/Y2O3、Y2O3/Y2O2S和NaYF4:Er3+/Yb3+-C3N4等复合纳米晶可以提高电池的电子传输性能，减小界面的传输电阻，进而提高电池的光电转换效率。此外，我们将BaWO4:Eu3+纳米晶应用到染料敏化太阳能电池的光阳极，由于BaWO4:Eu3+纳米晶的散射效应，电池的光电转化效率明显提高。.

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
Photoluminescence and enhanced photocatalytic activity of La2Ti2O7:Eu3+ nanocrystals
La2Ti2O7:Eu3纳米晶的光致发光和增强的光催化活性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Sci. Adv. Mater. 2015, accepted
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Kai Pan;Baojiang Jiang;Rong Li;Guofeng Wang(王国凤)
  • 通讯作者：
    Guofeng Wang(王国凤)
Synthesis and Photoluminescence of Rhombic NaLa(MoO4)(2):Ln(3+) Nanocrystals
菱形NaLa(MoO4)(2):Ln(3)纳米晶的合成及光致发光
  • DOI：
    10.1166/jnn.2016.11852
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Journal of Nanoscience and Nanotechnology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Yuping;Li Mingxia;Pan Kai;Li Rong;Fan Naiying;Wang Guofeng（王国凤）
  • 通讯作者：
    Wang Guofeng（王国凤）
Photoluminescence and Photocatalytic Activity of Bi2MoO6:Ln(3+) Nanocrystals
Bi2MoO6:Ln(3)纳米晶的光致发光和光催化活性
  • DOI：
    10.1166/jnn.2016.11850
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Journal of Nanoscience and Nanotechnology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Feng Li;Li Mingxia;Pan Kai;Li Rong;Fan Naiying;Wang Guofeng（王国凤）
  • 通讯作者：
    Wang Guofeng（王国凤）
MgTiO3/MgTi2O5/TiO2 heterogeneous belt-junctions with high photocatalytic hydrogen production activity
具有高光催化产氢活性的MgTiO3/MgTi2O5/TiO2异质带结
  • DOI：
    10.1007/s12274-016-1292-6
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Nnao research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ling Meng;Zhiyu Ren;Wei Zhou;Yang Qu;Guofeng Wang（王国凤）
  • 通讯作者：
    Guofeng Wang（王国凤）
Synthesis of pure phase Mg1.2Ti1.8O5 and MgTiO3 nanocrystals for photocatalytic hydrogen production
用于光催化制氢的纯相 Mg1.2Ti1.8O5 和 MgTiO3 纳米晶的合成
  • DOI：
    10.1007/s12274-015-0951-3
  • 发表时间：
    2016-01
  • 期刊：
    Nano Research
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Zhang Ning;Qu Yang;Pan Kai;Wang Guofeng（王国凤）;Li Yadong
  • 通讯作者：
    Li Yadong

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其他文献

花状Bi_2WO_6∶Er~(3+)纳米球的纯绿色上转换荧光和增强的光催化活性(英文)
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激发功率、退火温度及Tm~(3+)浓度对Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)三掺YF_3粉末上转换发光性质的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王丽丽
Synthesis, luminescence, and photocatalytic activity of KLa2Ti3O9.5: Er31 nanocrystals for water decomposition to hydrogen
KLa2Ti3O9.5: Er31 纳米晶体的合成、发光和光催化活性，用于水分解制氢
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    J. Mater. Res.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王国凤
  • 通讯作者：
    王国凤
桔梗联合阿霉素治疗乳腺癌肺转移小鼠的药代动力学研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘胜
铕(Ⅲ)掺杂含氧磷酸镧纳米晶的燃烧法合成及其发光性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王国凤;张继森;王艳;尉国栋;朱培芬;金叶;曹春燕;张继双;任新光;王丽丽;秦伟平
  • 通讯作者：
    秦伟平

其他文献

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稀土单原子桥连键合g-C3N4和MOFs复合光催化剂的可控合成
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知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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