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β-Nayf4：Yb（3+）、ER（3+）アップコンバージョンナノ粒子（UCNP）の発光特性とコロイド安定性に対する表面リガンドの効果に関する系統的研究を提示し、9つの異なる表面コーティングを比較してこれらのUCNPS水をレンダリングします- 分散性と生物ンジャガー可能。この研究の前提条件は、同一のコア粒子を提供する単分散オレアート型UCNPのバッチあたり約2 gを生成する大規模な合成方法でした。これらの〜23 nmサイズのUCNPは、シクロヘキサンに分散し、150 W cm（-2）の電力密度で励起された場合、〜0.35％のアップコンバージョン量子収量を示し、高品質を下回ります。これらのUCNPのコロイドの安定性と発光特性の比較は、その後、リガンド交換またはカプセル化プロトコルで表面修飾され、緑（545 nm）と赤（658 nm）の発光帯の比が、一定の励起密度で決定されたことを明らかにしました。表面化学に依存します。最初のオレートコーティングが保持されている追加（両親媒性）層コーティングの堆積に依存する修正は、リガンド交換を介して水分散性になっているUCNPと比較して、水による非放射性消光を減らします。さらに、UCNPのアップコンバージョン発光の明るさは、表面修飾の種類、すなわちリガンド交換またはカプセル化によって強く影響を受けることを実証できますが、リガンドの化学的性質によってはほとんどありません。
β-Nayf4：Yb（3+）、ER（3+）アップコンバージョンナノ粒子（UCNP）の発光特性とコロイド安定性に対する表面リガンドの効果に関する系統的研究を提示し、9つの異なる表面コーティングを比較してこれらのUCNPS水をレンダリングします- 分散性と生物ンジャガー可能。この研究の前提条件は、同一のコア粒子を提供する単分散オレアート型UCNPのバッチあたり約2 gを生成する大規模な合成方法でした。これらの〜23 nmサイズのUCNPは、シクロヘキサンに分散し、150 W cm（-2）の電力密度で励起された場合、〜0.35％のアップコンバージョン量子収量を示し、高品質を下回ります。これらのUCNPのコロイドの安定性と発光特性の比較は、その後、リガンド交換またはカプセル化プロトコルで表面修飾され、緑（545 nm）と赤（658 nm）の発光帯の比が、一定の励起密度で決定されたことを明らかにしました。表面化学に依存します。最初のオレートコーティングが保持されている追加（両親媒性）層コーティングの堆積に依存する修正は、リガンド交換を介して水分散性になっているUCNPと比較して、水による非放射性消光を減らします。さらに、UCNPのアップコンバージョン発光の明るさは、表面修飾の種類、すなわちリガンド交換またはカプセル化によって強く影響を受けることを実証できますが、リガンドの化学的性質によってはほとんどありません。
We present a systematic study on the effect of surface ligands on the luminescence properties and colloidal stability of β-NaYF4:Yb(3+),Er(3+) upconversion nanoparticles (UCNPs), comparing nine different surface coatings to render these UCNPs water-dispersible and bioconjugatable. A prerequisite for this study was a large-scale synthetic method that yields ∼2 g per batch of monodisperse oleate-capped UCNPs providing identical core particles. These ∼23 nm sized UCNPs display an upconversion quantum yield of ∼0.35% when dispersed in cyclohexane and excited with a power density of 150 W cm(-2), underlining their high quality. A comparison of the colloidal stability and luminescence properties of these UCNPs, subsequently surface modified with ligand exchange or encapsulation protocols, revealed that the ratio of the green (545 nm) and red (658 nm) emission bands determined at a constant excitation power density clearly depends on the surface chemistry. Modifications relying on the deposition of additional (amphiphilic) layer coatings, where the initial oleate coating is retained, show reduced non-radiative quenching by water as compared to UCNPs that are rendered water-dispersible via ligand exchange. Moreover, we could demonstrate that the brightness of the upconversion luminescence of the UCNPs is strongly affected by the type of surface modification, i.e., ligand exchange or encapsulation, yet hardly by the chemical nature of the ligand.
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