LiYF4:Yb/Er 20/2 mol% 上转换纳米颗粒（UCNPs）

产品名称：LiYF4:Yb/Er 20/2 mol% 上转换纳米颗粒（UCNPs）

产品描述：

LiYF4:Yb/Er 20/2 mol% 上转换纳米颗粒（UCNPs）

产品概述

LiYF4:Yb/Er 20/2 mol% 上转换纳米颗粒（Upconversion Nanoparticles, UCNPs）是一类高性能稀土掺杂纳米材料，采用LiYF4晶体基质，掺杂20 mol%的Yb³⁺敏化离子和2 mol%的Er³⁺发射离子，实现近红外光（NIR）激发到可见光的高效上转换发光。LiYF4作为低声子能量、高晶格刚性的稀土氟化物基质，能够有效抑制Er³⁺的非辐射猝灭，提高上转换效率和荧光亮度。

该材料通过合理设计稀土掺杂比例和纳米颗粒尺寸，具有高亮度、稳定发射和分散性，可广泛应用于生物成像、光学传感、光响应**及纳米材料研究领域。

 

材料组成与结构特性

1. 晶体基质（LiYF4）

   LiYF4属于四方晶系稀土氟化物，晶体结构高度对称，声子能量低，有助于抑制上转换发射中的非辐射损失。Li⁺离子的掺入可调节晶格常数，优化稀土离子间距，增强Yb³⁺与Er³⁺之间的能量转移效率。高晶格刚性使纳米颗粒在长期激发下仍保持光学性能稳定。

2. 稀土掺杂（Yb³⁺/Er³⁺ 20/2 mol%）

   Yb³⁺（敏化离子）：高效吸收近红外光（通常为980 nm或808 nm），将能量传递至Er³⁺，提高上转换激发效率。

   Er³⁺（发射离子）：在Yb³⁺激发下发射绿色和红色光。2 mol%掺杂在保证发光中心数量的同时，避免浓度猝灭。

3. 纳米颗粒尺寸与形态

   纳米颗粒为球形或近球形，粒径均一且可控在10–50 nm范围，有利于水相分散和生物体内穿透。均一的粒径分布确保实验重复性和荧光信号稳定。

4. 表面特性与功能化潜力

   UCNPs表面平滑，可进行表面功能化修饰，如PEG化、硅烷化或羧基化，以增强水溶性、生物相容性及靶向能力。表面修饰还能提升分散性，防止颗粒聚集，适应多种实验体系。

 

光学性能

1. 激发波长

   UCNPs通过980 nm或808 nm近红外光激发，穿透力强，生物光损伤低，适合细胞及体内成像。

2. 发射波长

   绿色发射：540 nm ±15 nm，对应Er³⁺^2H11/2→^4I15/2及^4S3/2→^4I15/2跃迁。

   红色发射：650 nm ±15 nm，对应Er³⁺^4F9/2→^4I15/2跃迁。

     发射波长窄、信号清晰、信噪比高，适合多通道荧光成像和高分辨率检测。

3. 量子效率与光稳定性

   高质量LiYF4晶体及低声子能量环境保证高量子效率。纳米颗粒在长时间连续激发下仍能保持稳定发光，适合长时间成像及光学实验。

4. 可调控光学特性

   通过调整Yb³⁺/Er³⁺比例或颗粒尺寸，可调控绿色与红色发射强度比，实现定制化多模态成像及光学信号调控。

 

技术优势

高亮度上转换发光：稀土掺杂优化能量转移，提高绿色与红色发射亮度。

低生物光毒性：808/980 nm近红外光激发，适合细胞和组织实验。

长光学稳定性：LiYF4晶格刚性高，发光性能长期稳定。

可功能化表面：表面修饰灵活，支持靶向分子、药物载体及荧光标记。

粒径均一分散性：纳米颗粒可在水相或有机相中均匀分散，保证实验一致性。

 

应用前景

1. 生物成像

   高亮度绿色与红色发射，可用于细胞标记、组织成像及血管显像。多波长发射适合多通道成像和信号校正。

2. 光学传感与荧光探针

   高亮度和稳定性适合离子探测、pH传感及荧光探针构建，构建高灵敏度传感平台。

3. 药物递送与光响应**

   表面功能化后可负载药物或光敏剂，实现靶向给药及可视化光动力学/光热**。

4. 多模态纳米材料研究

   可与金纳米颗粒、量子点、介孔硅复合，实现光学-磁学-药物多功能整合。

5. 基础科研

   UCNPs在上转换机制、稀土能量迁移及光学调控方面提供实验平台，适用于纳米材料和光学材料研究。

 

使用与储存建议

储存条件：避光、低温（4℃）干燥环境，可长期保持荧光性能。

分散性处理：水相使用前可超声分散，确保均匀性和实验重复性。

浓度选择：一般2–5 mg/ml，根据实验需求调整，过高可能影响生物相容性。

表面改性：可通过PEG化、硅烷化或羧基化提升水溶性、生物相容性及功能化能力。

 

总结

LiYF4:Yb/Er 20/2 mol% UCNPs凭借高亮度绿色和红色发射、稳定的晶体结构和灵活的表面功能化特性，在生物成像、光学传感、药物递送及光响应**等科研与应用领域具有广泛前景。其合理稀土掺杂比例、低声子能量基质和可控纳米尺寸，使其成为科研人员探索上转换光学特性、构建多功能纳米平台及光学材料应用的理想选择。

西安齐岳生物科技有限公司专业提供高品质上转换纳米材料，涵盖油溶性与水溶性核壳型上转换纳米颗粒（UCNPs），稀土掺杂体系包括Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Nd³⁺等，可实现808 nm或980 nm近红外激发的蓝光、绿光、红光及NIR-II发射。公司提供多种表面修饰选择，如PEG、PEG-COOH、PEI、PAA及油酸修饰，以满足科研和应用中的水溶性、油溶性及功能化需求。产品粒径均一、结晶度高、光学性能稳定、发光亮度高，广泛适用于生物荧光成像、深层组织示踪、光学传感、光学编码、信息防伪以及光电器件等领域。齐岳生物致力于为科研与产业用户提供可靠、可定制化的上转换纳米材料解决方案，推动纳米光学及生物医学研究的发展。

仅限科研使用！

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