Institute for Lasers, Photonics, and Biophotonics, The State University of New York at Buffalo, Buffalo, New York 14260, USA.
ACS Nano. 2010 Jun 22;4(6):3163-8. doi: 10.1021/nn100457j.
Photoluminescent NaYF(4):Yb(3+)/Tm(3+) nanocrystals are ideally suited for in vitro and in vivo photoluminescence (PL) bioimaging due to their virtue of near-infrared to near-infrared (NIR-to-NIR) upconversion (UC); they display PL with a peak at approximately 800 nm if excited at approximately 980 nm. Here, we report the synthesis of monodisperse NaYF(4):Yb(3+)/Tm(3+) nanocrystals of ultrasmall size (7-10 nm) with high UC efficiency. The intensity of their NIR UC emission was demonstrated to increase by up to 43 times along with an increase in the relative content of Yb(3+) ions from 20 to 100%, with a corresponding decrease in the Y(3+) content from 80 to 0%. The achieved ultrasmall NaYbF(4):2% Tm(3+) nanocrystals manifest NIR PL emission, which is 3.6 times more intense than that from 25-30 nm sized NaYF(4):20% Yb(3+)/2% Tm(3+) nanocrystals, previously synthesized and used for in vitro and in vivo bioimaging. An optimization of both size and UC PL efficiency of NIR-to-NIR nanocrystals provides us with highly efficient optical imaging probes for bioapplications.
发 光 纳 米 晶 体 NaYF(4):Yb(3+)/Tm(3+) 由 于 其 近 红 外 到 近 红 外 (NIR-to-NIR) 上 转 换 (UC) 的 特 性 , 非 常 适 合 体 外 和 体 内 光 荧 光 (PL) 生 物 成 像 ; 在 激 发 波 长 约 980nm 时 , 它 们 显 示 的 PL 峰 大 约 在 800nm。 在 这 里 , 我 们 报 道 了 具 有 超 小 尺 寸 (7-10nm) 和 高 UC 效 率 的 单 分 散 NaYF(4):Yb(3+)/Tm(3+)纳 米 晶 的 合 成 。 我 们 证 明 , 随 着 Yb(3+)离 子 相 对 含 量 从 20%增 加 到 100%,同 时 Y(3+)含 量 从 80%减 少 到 0%, 它 们 的 NIR UC 发 射 强 度 增 加 了 最 高 43 倍 。 得 到 的 超 小 NaYbF(4):2%Tm(3+)纳 米 晶 显 示 NIR PL 发 射 , 比 之 前 合 成 并 用 于 体 外 和 体 内 生 物 成 像 的 25-30nm 大 小 的 NaYF(4):20%Yb(3+)/2%Tm(3+)纳 米 晶 强 3.6 倍 。 对 近 红 外 纳 米 晶 的 尺 寸 和 UC PL 效 率 的 优 化 为 我 们 提 供 了 高 效 的 生 物 应 用 光 学 成 像 探 针 。