Structured doping of upconversion nanosystems for biological applications

Nanodeeltjes met daarin zeldzame aardmetaal-ionen (in het Engels aangeduid als rare earth ions doped upconversion nanoparticles (UCNPs)) hebben de unieke eigenschap dat ze laag-energetisch licht, in het nabij-infrarode deel van het spectrum, kunnen omzetten in hoger-energetisch licht in het zichtbare deel van het optisch spectrum. Dit kunnen ze bovendien doen bij relatief lage excitatievermogens. Dit in tegenstelling tot de meeste alternatieve processen waarbij over het algemeen hoge piekvermogens van het inkomende (excitatie)licht nodig zijn om licht naar kortere golflengtes om te zetten. Door deze en andere superieure eigenschappen voor spectroscopische toepassingen zoals de fotostabiliteit en de mogelijkheid om de deeltjes te ontwerpen met een gewenste emissiegolflengte, hebben UCNPs in de afgelopen jaren veel aandacht getrokken in verschillende onderzoeksgebieden. Ondanks de vele inspanningen is de efficiëntie waarmee het licht kan worden omgezet tot nu toe het grootste probleem bij gebruik van de deeltjes voor (bio-)medische toepassingen, in het bijzonder als het gaat om in vivo-toepassingen waarbij slechts beperkte excitatievermogens gebruikt mogen worden. Yu Wang beschrijft spectroscopisch onderzoek naar UCNPs gebaseerd op NaYF4 en zeldzame aardmetalen. Hij wil zo nieuwe aanpakken ontwikkelen waarmee deze efficiëntie verhoogd kan worden.