基于弱光上转换体系的生物成像应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

生物成像是检测疾病、指导治疗和术后监控疗效的一个重要手段。普通的荧光成像面临着穿透深度不高、背景荧光干扰、以及高强度激光破坏性强等问题。

三线态-三线态湮灭的上转换荧光（tta-uc）作为一种可以用较低功率密度激发产生反斯托克斯位移的弱光上转换荧光机制，吸引了大量研究者的目光。

作为一种独特的利用光子能量的成像技术，光子上转换（uc)过程越来越受到人们的重视，特别是上转换过程非常适合生物成像，因为利用低光子能量可以防止组织损伤和体内自荧光抗斯托克斯位移。

2. 研究内容和预期目标

本课题将致力于使用合适的敏化剂和湮灭剂分子对，来构建具备合适尺寸的弱光上转换荧光纳米结构，从而进行生物成像研究。目前应用最广泛的技术是稀土金属基上转换纳米磷酸盐（RE-UCNPs），它被广泛应用于获得高对比度，高信噪比图像。然而，RE-UUCNPs通常具有较低的吸收截面和较差的上转换发光量子效率。因此，非常需要一种能够在低功率密度下运行的上转换系统，特别是对于生物标本。在这方面，基于三重泯湮灭的上转换（TTA-UC）已经成为一种理想的代替方案，它可以适应低激发功率密度，可在分子水平上调节光物理特性和上转换量子效率。

3. 研究的方法与步骤

一、国内外相关研究的综述。阅读相关的中英文文献资料，了解国内外相关研究和开发的现状和进展，制定本研究的具体步骤、技术流程和进度安排。

二、相关背景知识和技术准备。

1、熟悉三线态-三线态湮灭上转换荧光的原理；

4. 参考文献

"upconversion luminescent materials: advances and applications." chemical reviews115.1 (2014): 395-465.

"highly emissive dye-sensitized upconversion nanostructure for dual-photosensitizer photodynamic therapy and bioimaging." acs nano11.4 (2017): 4133-4144.

"3d long-range triplet migration in a water-stable metal–organic framework for upconversion-based ultralow-power in vivo imaging." journal of the american chemical society140.16 (2018): 5493-5499.

5. 计划与进度安排

一、2022.1.15-2022.2.28

阅读文献，完成文献综述和开题报告，外文论文翻译。

二、2022.3.1-2022.4.15