摘要
摘要
恶性肿瘤是人类健康的重大威胁，发病率和死亡率近年来不断上升。治疗肿瘤
的传统技术有放疗、化疗、靶向治疗等方法。但这些传统的方法在破坏肿瘤的同时，
也会引起正常细胞的凋亡，产生严重的毒副作用并产生耐药性。近几年来，稀土上
转换纳米材料作为一种新型的纳米发光材料逐渐被人们所认识，其具有高化学稳
定性、穿透深度大、寿命长等优点，因此上转换纳米材料在生物医学领域具有较大
的应用潜力，而常用的上转换荧光探针存在能量传递效率低的问题。综合以上问题，
本文从优化上转换纳米晶的结构入手，通过设计核壳结构来提升能量传递效率，合
成出具有良好光动力性能的纳米材料，探究其在治疗肿瘤方向上的应用潜力。主要
研究内容如下：
通过设计核壳结构调节上转换纳米晶内激活剂离子的分布区域以实现高效的
共振能量传递过程。设计出了核壳结构NaYbF@NaYF:Yb3+,Er3+上转换纳米晶，
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内核尺寸为22nm，3+
壳层厚度为3.5nm，将激活剂Er离子全部限制在壳层区域内，
大大缩短了供体与受体之间的距离，最大程度地提高了能量传递效率。上转换纳米
晶的内核中掺杂100%的Yb3+离子可以增加对激发能量的吸收，发光壳层中Er3+离
子的发光浓度提高到4%时，具有最大的荧光强度。同时壳层厚度也对上转换发光
产生影响，在内核与外壳的摩尔比为1:2时，粒径为38.2nm。摩尔比小于1:2时，
增加壳层厚度Er3+离子发光增强速率大于浓度猝灭速率，荧光强度逐渐增加；相反
的，摩尔比大于1:2时，增加壳层厚度Er3+离子发光增强速率小于浓度猝灭速率，
荧光强度逐渐减小。相较于传统的NaYF:20Yb3+,2Er3+纳米晶，
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NaYbF@NaYF:20%Yb3+,4%Er3+上转换纳米晶荧光强度提高了6倍。在后续包覆
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惰性壳层的实验中，发现惰性壳层能减小表面发光离子的猝灭程度，提高了荧光寿
命。
以3+3+
NaYF:Yb,Er上转换纳米粒子作为供体、二氢卟吩e6作为受体，多孔二
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氧化硅为载体。设计出UCNPs-SiO-Ce6上转换光动力材料，研究供体与受体对能
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量传递的影响。其中受体负载量越大，能量传递效率越高。而光敏剂产生单线态氧
的含量却不随着能量传递效率得提升而逐渐提高，这是因为负载过多的光敏剂在
二氧化硅的孔道内产生多聚体降低了单线态氧的产量。MTT等细胞染色法，反映
了浓度与细胞致死率的关系，UCNPs-SiO-Ce6的浓度升高，细胞致死率也随之增
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加，该体系可在癌细胞中产生活性氧，并具有良好的生物相容性。
关键词：上转换；核壳结构；纳米材料；共振能量传递；光动力治疗
I
Abstract
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Malignanttumorsareamajorthreattohumanhealth,andmorbidityandmortality
havebeenincreasinginrecentyears.Traditionaltechniquesfortreatingtumorsinclude
radiotherapy,chemotherapy,andtargetedtherapy.However,thesetraditionalme