Modyfikacja i funkcjonalizacja powierzchni nanocząstek wykazujących zjawisko up-konwersji oraz ich badania biologiczne

Abstract

W dzisiejszych czasach coraz większym zainteresowaniem cieszą się nanocząstki, które wykazują zjawisko konwersji energii fotonów w górę. Te wyjątkowe nanostruktury umożliwiają przekształcenie dwóch lub większej ilości fotonów z obszaru NIR w jeden foton o wyższej energii, którego emisję można obserwować w rejonie NIR, UV lub zakresie widzialnym. Nanocząstki często pokrywa się dodatkową powłoką w celu zwiększenia intensywności ich luminescencji. Najbardziej efektywną metodą syntezy nanocząstek typu rdzeń/powłoka jest wytrącanie w rozpuszczalnikach o wysokiej temperaturze wrzenia. Zsyntetyzowane tą metodą nanocząstki mają na swojej powierzchni organiczne ligandy, przez co wymagają dodatkowej modyfikacji, aby stały się hydrofilowe. Zmodyfikowane nanocząstki mogą być stosowane w medycynie jako biosensory, czujniki termiczne i chemiczne oraz znaczniki w testach immunologicznych do wykrywania markerów chorobowych.

Nanoparticles (NPs) doped with lanthanide ions (Ln3+), which show unique spectroscopic properties, have recently started to be intensively investigated. Especially upconverting NPs (UCNPs), which can convert two or more photons from the near-infrared (NIR) range into one photon with higher than absorbed energy, usually in the ultraviolet (UV) or visible spectrum. Covering NPs with an additional inert shell enhances the luminescence intensity. The most effective synthesis method of good-quality core/shell UCNPs is precipitation in high-boiling-point solvents. The obtained UCNPs contain organic ligands on their surface and require additional modification to make them water-soluble. Therefore, these NPs can be applied in biomedicine as biosensors, drug delivery, thermal and chemical sensors, and labels in immunoassays to detect diagnostic markers as early as possible.