[發(fā)明專利]基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光的溫度監(jiān)測材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810141456.8
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108534909B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 李富友;徐明;馮瑋
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01K11/20
• 分類號: G01K11/20
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發(fā)明屬于溫度傳感領域，具體提供了一種基于三線態(tài)?三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光的溫度監(jiān)測材料。該材料包括溫度靈敏性響應部分和溫度校準部分；其中所述溫度靈敏性響應部分是基于三線態(tài)?三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系，它主要包括敏化劑和湮滅劑；所述溫度校準部分主要包括參比體系。基于三線態(tài)?三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系的發(fā)光信號會隨著溫度的上升而增強，而參比體系的發(fā)光信號會隨著溫度的上升而減弱或保持不變，所以通過對發(fā)光信號的實時測量，能夠以兩個發(fā)光信號的比率值動態(tài)地監(jiān)測生物體內溫度的變化過程。本發(fā)明可以促進上轉換發(fā)光材料在細胞或生物體內的溫度監(jiān)測、成像、生理醫(yī)學研究等方面的應用。

技術領域

本發(fā)明屬于溫度傳感領域，具體為一種基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光機制可對生物體內的溫度進行監(jiān)測的材料，涉及比率型復合材料的制備以及其溫度監(jiān)測方法。

背景技術

溫度是物質的一個基本狀態(tài)參數，溫度的精確測量對于許多科學研究都具有重要意義。尤其是對于一個生命系統而言，其溫度的變化通常與諸多生命活動的機能相關，通過監(jiān)測體內溫度的變化，可以揭示一些重要的生命過程。光學成像能夠非接觸式無損地進行信號探測，是生物體內溫度監(jiān)測的常用手段。其中，熒光成像因具有較高的分辨率、較短的收集時間、且信號直觀可視化等性質而引起人們的特別關注與研究。但是，常規(guī)的熒光探針在生物應用時會產生較強的背景熒光干擾，因此并不適用于生物體內的溫度監(jiān)測。

基于反斯托克斯過程的上轉換發(fā)光機制，以較長波長的低能量光子作為激發(fā)源，可以有效避免生物系統的自發(fā)熒光，對于生物體內溫度監(jiān)測來說是一項很有前景的技術。因此，一些基于稀土元素摻雜的上轉換納米晶的溫度探針被陸續(xù)開發(fā)。然而，這些基于稀土納米晶的溫度探針的上轉換發(fā)光量子效率一般都很低(1％)，且熱敏感性(1.6％K^–1)和溫度分辨率(0.5K)也普遍處于較低水平。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光的溫度監(jiān)測材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光的溫度監(jiān)測材料在溫度動態(tài)指示方面的應用。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

一種基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉換發(fā)光的溫度監(jiān)測材料，該材料包括溫度靈敏性響應部分和溫度校準部分；其中所述溫度靈敏性響應部分是基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系，它主要包括敏化劑和湮滅劑；所述溫度校準部分主要包括參比體系。

本發(fā)明的參比體系具有近紅外發(fā)光的性質。

本發(fā)明中的基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系可由敏化劑和湮滅劑組成，也可以將敏化劑和湮滅劑溶解在粘性介質(如液體石蠟)中構成，也可以進一步在敏化劑、湮滅劑和粘性介質的基礎上加入其他不影響上轉換發(fā)光體系主要性能的其他組分，為上轉換發(fā)光體系帶來其他有益特性。

本發(fā)明中的溫度校準部分可只由參比體系組成，也可以在參比體系的基礎上進一步加入其他組分，如載體、介質等。

在一種優(yōu)選方案中，基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系中的敏化劑與湮滅劑的摩爾比為1:1～1:1000，更優(yōu)選1:1～1:100，進一步優(yōu)選1:5～1:50，更進一步優(yōu)選1:5～1:20。

在一種更優(yōu)選方案中，湮滅劑的用量為2x10^-3mol L^-1，敏化劑的用量為2x10^-4molL^-1。

在一種優(yōu)選方案中，基于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光體系和參比體系的質量比為100:1～1:100；優(yōu)選50:1～1:50，進一步優(yōu)選30:1～1:20，更優(yōu)選20:1～1:10。

在一種優(yōu)選方案中，敏化劑選自氟硼二吡咯類化合物，釕、銥、鈀或鉑的卟啉類金屬配合物，或者釕、銥、鈀或鉑的酞菁類金屬配合物。