清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Manipulation of Energy Migration in Upconversion Nanoparticles for Long-Lived Mn2+ Emission and Enhanced Singlet Molecular Oxygen Generation

光子上转换 单线态氧 分子氧 材料科学 纳米颗粒 光化学 氧气 光电子学 纳米技术 化学 发光 有机化学
作者
Zahid Ullah Khan,Latif Ullah Khan,Fernanda M. Prado,Iram Gul,Thiago Lopes,Leonardo M. A. Ribeiro,Mauro Bertotti,Magnus Gidlund,Hermi F. Brito,Paolo Di Mascio
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsanm.4c04307
摘要

Nanosensitizers having long-lived upconversion emission under near-infrared (NIR) excitation offer unique advantages in terms of reduced background noise and prolonged signal detection for deep tissue therapy of cancer. Herein, we demonstrate a systematic mechanism of energy migration toward achieving long-lived Mn2+ upconversion emission in the multilayered core–shell–shell lattice of NaGdF4:Yb3+,Tm3+,Ca2+/NaGdF4:Yb3+,Ca2+/NaGdF4:Mn2+ upconversion nanoparticles (NPs), following the Yb3+ → Tm3+ → Gd3+ → Mn2+ intermetal ions energy transfer pathway. Furthermore, a rational design of nanosensitizer was achieved by incorporating Er3+ ions into the intermediate shell of multishell NPs, which was subsequently conjugated with the Rose Bengal sensitizer to enable the enhancement in singlet molecular oxygen (1O2) generation under excitation of a 980 nm NIR laser. An intense higher-energy emission in the UV–blue visible region from Tm3+ was achieved by optimizing the amount of Ca2+ in the core–shell NPs, followed by subsequent energy migration to the Mn2+ ion incorporated at the outer shell. The Mn2+ ions were strategically doped in the outer shell of NPs to leverage the catalytic activities of Mn2+ for H2O2 decomposition and decrease the backward energy transfer to the Tm3+ ion. Hence, this approach resulted in a long lifetime of Mn2+ (∼34 ms), attributed to the spin-forbidden 4T1g → 6A1g transition within 3d5 configuration. Additionally, the nanosensitizer demonstrated high 1O2 (∼0.39 μM) generation even at a very low concentration (5 μg/mL) under a laser power of 2 mW cm–2. The hydrogenase-like catalytic activities of Mn2+ exhibited significant oxygen production through decomposition of H2O2. Hence, these findings might contribute to the development of convenient multifunctional nanosensitizers for multimodal bioimaging and therapeutic features, including efficient 1O2 generation and catalytic decomposition of H2O2 (found excessively in a tumor environment) to oxygen for alleviating the hypoxia.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
5秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
11秒前
大气的湘完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI6.2的应助被window1000采纳,获得10
22秒前
22秒前
清爽的孤丝完成签到,获得积分10
29秒前
淡淡的思天完成签到,获得积分10
46秒前
52秒前
zhanghao完成签到,获得积分10
56秒前
义气春天完成签到,获得积分10
57秒前
1分钟前
鲤鱼傻姑完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
parantal发布了新的文献求助30
1分钟前
parantal发布了新的文献求助30
1分钟前
parantal发布了新的文献求助30
1分钟前
parantal发布了新的文献求助30
1分钟前
parantal发布了新的文献求助100
1分钟前
1分钟前
武雨寒发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
foxm完成签到,获得积分10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
老戎完成签到 ,获得积分10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
parantal发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8066198
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9488422
关于积分的说明 21346917
捐赠科研通 7634650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397898
关于科研通互助平台的介绍 2527879
邀请新用户注册赠送积分活动 2435766