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上轉(zhuǎn)換是指把兩個或多個低能量泵浦光子轉(zhuǎn)換為一個高能輸出光子的非線性光學(xué)過程。納米材料由于其獨*的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和介電限域效應(yīng)表現(xiàn)出許多獨*的性質(zhì)，在催化、生物標(biāo)記、通訊等方面均有應(yīng)用前景。
上轉(zhuǎn)換納米粒子這一新型的熒光材料，正以它的諸多獨*的光學(xué)特性預(yù)示著其廣泛的應(yīng)用，特別是在生物醫(yī)學(xué)影像，免疫分析，太陽能電池，三維顯示等領(lǐng)域中。它通常由無機(jī)基質(zhì)及鑲嵌在其中的稀土摻雜離子組成。由于其激發(fā)在近紅外，因此可以獲得比可見光更深的穿透深度。
大多數(shù)生物檢測研究都基于發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)制。發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移是發(fā)生在能量供體和能量受體之間的輻射過程。因為上轉(zhuǎn)換納米粒子本身只能通過摻雜來改變其發(fā)射波長，并且它們的表面上沒有任何識別部分，所以這些納米粒子不太可能顯示出有效的傳感行為。為了解決此問題，需要在上轉(zhuǎn)換納米粒子的表面附加特殊的識別基團(tuán)，其中上轉(zhuǎn)換納米粒子產(chǎn)生的光信號將通過發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移過程受到影響。實際上，上轉(zhuǎn)換納米粒子是理想的能量供體，并且需要將適當(dāng)?shù)淖R別基團(tuán)作為能量受體附著在上轉(zhuǎn)換納米粒子的表面上，以實現(xiàn)高效且靈敏的發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移。
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