稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料根據(jù)不同方法，可以得到具有可控尺寸、形貌及分散均勻的納米粒子，然而合成出的納米粒子表面一般被疏水有機(jī)配體包覆，包括油酸、油胺和碳十八烯等。這些表面包覆疏水性配體的納米粒子具有較差的親水性，限制了納米粒子在生物領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，同時(shí)納米粒子表面為惰性基團(tuán)，不利于其廣泛應(yīng)用。因此，需要對(duì)制備的納米粒子材料表面進(jìn)行修飾，以便其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。以下對(duì)四種表面修飾稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子的方法進(jìn)行介紹。
1.配體交換法
利用高溫溶劑熱法合成了表面油胺包覆的疏水性上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子，然后將油胺分子交換為雙羧酸PEG高分子。這樣，納米粒子具有了良好的親水性，同時(shí)由于表面羧基的引入，可以進(jìn)一步連接生物分子。常見的幾種高分子交換配體包括聚丙烯酸(PAA)、6-氨基己酸 (AHA)、己二酸(HAD)、磷脂分子等。
2.表面配體氧化法
將表面配體中的碳碳雙鍵氧化為羧基的新方法。環(huán)氧化試劑為間氯過氧苯甲酸，油酸配體中碳碳雙鍵可以氧化為三元環(huán)氧化合物，進(jìn)一步在比較溫和的條件下與活性有機(jī)分子(如mPEG-OH) 進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，將親水性分子嫁接到納米粒子表面，使得上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子具有良好的親水性。此外，將表面配體中的碳碳雙鍵經(jīng)過臭氧氧化，從而得到了親水性的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)過程清潔,不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物。如下圖所示：

3.層層自組裝法
將兩親性聚合物和聚電解質(zhì)聚合物包覆到上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子表面。兩親性聚合物具有疏水鏈與親水性基團(tuán)，其中疏水鏈與上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子表面的疏水烷基鏈之間通過范德華力結(jié)合，包裹在納米粒子的表面，而親水性基團(tuán)則包裹在外圍，這樣納米粒子經(jīng)過修飾后就擁有了良好的親水性及生物相容性。將含有正電鹽酸聚烯丙基胺(PAH)與含有負(fù)電的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)通過電荷之間的靜電作用，層層自組裝到納米粒子的表面，修飾后，納米粒子表面具有大量的氨基，可以進(jìn)一步得到應(yīng)用。將聚丙烯酸(PAA)包覆于上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子表面。PAA中含有40%異丙胺基與25%辛胺基，可以將疏水性的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子修飾為親水性。運(yùn)用層層自組裝方法，不僅使納米粒子具有親水性及功能性，同時(shí)也具有良好的生物相容性。
4.二氧化硅包裹法
將疏水性上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子溶液與硅烷混合，硅烷可以發(fā)生水解反應(yīng)，從
而通過共價(jià)鍵作用將厚度可控的二氧化硅層包覆到納米粒子表面，使納米粒子具有良好的親水性。將上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子、上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子與染料或量子點(diǎn)復(fù)合材料包覆上二氧化硅層。此外，還可以在稀土離子摻雜的LaF3上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子表面利用有機(jī)硅烷水解，包覆上一層氨基功能化的二氧化硅層，并與生物素修飾的羥基琥珀酰亞胺酯偶聯(lián)，作為生物發(fā)光標(biāo)記得以應(yīng)用。這種修飾方法不僅可以利用反向微乳法修飾疏水性納米粒子，還可以利用微乳法修飾親水性納米粒子。修飾后得到的納米粒子親水性較好，同時(shí)具有良好的生物相容性，為納米粒子在生物領(lǐng)域的應(yīng)用提供了方便。

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