第一部分:多体系上转换材料定制服务专业能力体系
西安球赛在线直播平台 生物科技有限公司基于稀土掺杂氟化物(如NaYF₄、NaGdF₄)的液相合成技术,构建了“基质选择-离子掺杂-结构设计-表面工程”的全链条定制服务体系。

1. 基质材料与掺杂体系定制
我们支持多种经典及新型上转换发光基质,并可根据客户对发射光谱的需求,精确调控敏化剂与激活剂的种类和浓度。
氟化物基质:NaYF₄、NaGdF₄、LiYF₄、YF₃、KYb₂F₇ 等。
氧化物基质:Y₂O₃、Yb₂Ti₂O₇、Gd₂O₃ 等(用于高温环境或特定物理化学稳定性需求)。
掺杂离子对:
绿光发射:Yb³⁺/Er³⁺ 组合,调节Yb浓度(10-50%)可优化红光/绿光比例(R/G比)。
蓝光发射:Yb³⁺/Tm³⁺ 组合。
红光发射:Yb³⁺/Ho³⁺ 组合或高掺杂浓度的Er³⁺单掺。
多色/正交激发:Nd³⁺/Yb³⁺/Er³⁺等多离子共掺体系。
2. 微纳结构与形貌定制
通过调控热注入法、共沉淀法及水热法的反应动力学,实现多种形貌的精准合成:
零维:球形(尺寸10-200 nm可控)、六方片(β-phase)、立方颗粒(α-phase)。
一维/二维:纳米棒、纳米管、纳米盘(如硫化铜模板法制备的六方相纳米盘)。
核壳结构(Core-Shell):
@NaYF₄惰性壳层:钝化表面缺陷,消除淬灭效应,大幅提升发光强度。
@NaYF₄活性壳层:构建界面能量传递,实现多模发光。
多层复杂结构:定制如 NaYF₄:Yb/Er@NaYF₄@NaYF₄:Yb/Tm 等多层核壳,实现正交激发-发射(Orthogonal Excitation-Emission),即在不同波长激发下显示不同颜色。
3. 表面功能化与生物偶联定制
解决油相上转换颗粒(如OA-UCNPs)在生物应用中的水溶性和靶向性问题:
相转移与配体交换:提供PEG-COOH、PEG-NH₂、PEI、DSPE-mPEG 等亲水配体修饰。
靶向分子偶联:
小分子:叶酸(FA)、生物素(Biotin)。
多肽:RGD(肿瘤靶向)、TAT(细胞穿膜)。
抗体/蛋白:链霉亲和素(SA)、Protein A、新冠N蛋白抗体等。
仿生修饰:提供红细胞膜、巨噬细胞膜包裹技术,实现免疫逃逸与长循环。
4. 多功能复合体系定制
上转换@四氧化三铁(UCNPs@Fe₃O₄):磁光双模态探针,用于MRI成像引导的光动力治疗。
上转换@二氧化硅(UCNPs@SiO₂):增强稳定性,便于进一步负载药物或染料。
上转换@MOF/COF:利用框架材料的孔隙率负载光敏剂或药物,构建近红外光控诊疗平台。
第二部分:典型定制案例展示
以下是西安球赛在线直播平台 生物已交付的部分典型上转换材料定制案例:
案例一:超亮近红外II区成像探针(UCNPs @NIR-II)
客户需求:获得发射峰在1200 nm以上的深组织穿透探针,用于小鼠深层淋巴结成像,要求量子产率高且生物毒性低。

案例二:正交激发多色防伪材料
客户需求:需要一种在980 nm和808 nm激光激发下分别显示不同颜色(绿/蓝)的纳米材料,用于高级防伪油墨。

第三部分:典型高分文献摘抄及翻译
为了支撑定制服务的科学前沿性,以下摘录两篇关于上转换材料设计与应用的高分文献:
文献一:关于上转换发光强度调控
标题:Significantly enhanced upconversion luminescence intensity and tailorable chromaticity of Sn⁴⁺-doped NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺
期刊:Ceramics International (SCI Q1)
原文摘要:
*“The internal modification with rare earth ion doping proved to be a very effective strategy for improving the luminescent properties of NaYF₄-based upconversion materials... Herein, the effects of Sn⁴⁺ doping on the structure and luminescent performance of such material were explored. It was found that Sn⁴⁺ doping can significantly enhance the luminescence intensity and tailor the chromaticity of NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺. In particular, the green (G) and red (R) luminescence intensity levels of the 30 mol% Sn⁴⁺ doped material were increased by factors of 26.97 and 38.91, respectively.”*
中文翻译:
*“稀土离子掺杂的内部改性被证明是提高NaYF₄基上转换材料发光性能的有效策略。本文探讨了Sn⁴⁺掺杂对材料结构和发光性能的影响。结果发现,Sn⁴⁺掺杂能显著增强NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺的发光强度并调控其色度。特别是,当Sn⁴⁺掺杂浓度为30 mol%时,绿光和红光的发光强度分别提高了26.97倍和38.91倍。”*
文献二:关于上转换薄膜与柔性器件
标题:Highly Versatile Upconverting Oxyfluoride-Based Nanophosphor Films
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces (IF ~10.0)
原文摘要:
*“Herein, we demonstrate a simple route to fabricate bright upconverting films that are transparent, self-standing, flexible, and emit different colors... We find the experimental conditions to process the nanophosphors as optical quality films of controlled thickness between few hundreds of nanometers and several micrometers... We prove bright multicolor upconversion photoluminescence in oxyfluoride-based phosphor transparent films upon excitation with a 980 nm laser for both rigid and flexible versions of the layers...”*
中文翻译:
“本文展示了一种制备明亮、透明、自支撑、柔性且可发出不同颜色的上转换薄膜的简单方法。我们找到了将纳米磷光体加工成厚度可控(从几百纳米到几微米)的光学质量薄膜的实验条件。我们证明了在980 nm激光激发下,基于氟氧化物的刚性及柔性透明磷光体薄膜均可实现明亮的多色上转换光致发光。”
第四部分:文献引用链接
以下为您提供了关于上转换纳米材料设计、掺杂调控及生物应用的相关参考文献链接:
Sn⁴⁺掺杂增强研究:Ceramics International, 2024.
正交激发发射综述:中国光学, 2023.
氟氧化物上转换薄膜:ACS Applied Materials & Interfaces, 2021.
溶胶-凝胶法制备上转换粉末:光子学报, 2011.
三元正交激发上转换纳米材料:Nature Communications, 2022. (可通过DOI: 10.1038/s41467-022-28771-1 搜索)
核壳结构上转换纳米平台用于光动力治疗:Chemical Society Reviews, 2015. (综述,关于UCNPs在诊疗中的应用)
单波段红区上转换发射调控:Nano Letters, 2013. (关于Er³⁺掺杂浓度调控发光颜色的经典研究)
亚10 nm上转换纳米晶的合成:Journal of the American Chemical Society, 2012. (关于小尺寸UCNPs合成的经典方法学)
基于上转换的超级分辨率成像:Nature, 2018. (关于UCNPs在超分辨技术中的应用)
第五部分:西安球赛在线直播平台 生物可提供的上转换/发光材料产品列表
产品大类 | 产品名称 | 核心特性/修饰 |
氟化物上转换纳米粒(UCNPs) | NaYF₄:Yb³⁺, Er³⁺ 上转换纳米粒 | 绿光/红光发射(可调R/G比),粒径20-100 nm,油溶/水溶 |
NaYF₄:Yb³⁺, Tm³⁺ 上转换纳米粒 | 蓝光/紫外发射,用于防伪或光固化 | |
NaYF₄:Yb³⁺, Ho³⁺ 上转换纳米粒 | 绿光/红光发射,常用于生物组织成像 | |
NaGdF₄:Yb³⁺, Er³⁺ @NaGdF₄ 核壳纳米粒 | 增强发光强度,Gd³⁺提供MRI成像能力 | |
特殊结构上转换材料 | NaYF₄:Yb/Tm@NaYF₄@NaYF₄:Nd/Yb/Er 多层核壳 | 正交激发特性,808 nm(绿)与980 nm(蓝)切换 |
KYb₂F₇:Er³⁺ 红光上转换纳米粒 | 高掺杂浓度,单波段强红光发射 | |
上转换@二氧化硅(UCNPs@SiO₂) | 核壳结构,粒径单分散,表面硅羟基便于偶联 | |
多功能复合/仿生 | 上转换@四氧化三铁(UCNPs@Fe₃O₄) | 磁光双模态,用于靶向分离与成像 |
细胞膜包裹上转换纳米粒 | 红细胞/巨噬细胞膜包裹,长循环仿生纳米颗粒 | |
上转换/钙钛矿量子点复合物 | 近红外驱动可见光发射,用于光电探测 | |
量子点与其它发光材料 | CdSe/ZnS 高亮量子点 | 发射480-650 nm,羧基/氨基修饰,用于免疫标记 |
近红外二区Ag₂S量子点 | 发射>1000 nm,深组织穿透,用于活体成像 | |
铜铟硫/硫化锌(CuInS₂/ZnS)无镉量子点 | 发射550-800 nm,低毒性环保量子点 | |
碳量子点(CQDs)/石墨烯量子点(GQDs) | 表面羧基/羟基丰富,水溶性极佳,抗光漂白 |


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