Рис. 1. Спектры КР УТ различной природы. 1 – УТ, прекурсоры - D-глюкоза и тиосульфат натрия; 2 – УТ, прекурсоры - лимонная кислота и тиосульфат натрия; 3 – ОНГ.
Так как для фотолюминесцентного наносенсора основными характеристиками являются стабильная интенсивная ФЛ и ее чувствительность к выбранным параметрам, то особое внимание уделялось значению квантового выхода люминесценции (КВЛ) синтезируемых УТ. Было установлено, что параметры синтеза существенно влияют на величину КВЛ. Для дальнейших исследований были выбраны УТ гидротермального метода синтеза с высокими значениями КВЛ ≈ 67-78%.
Взаимодействие УТ с молекулами окружения
На следующем этапе были проведены эксперименты по исследованию взаимного влияния взаимодействий поверхностных групп УТ с окружающими молекулами в различных жидких средах на свойства окружения и самих наночастиц. Одним из важнейших факторов при этом является изменение сетки водородных связей при диспергированиинаночастиц в жидкой среде. С помощью спектроскопии КР было установлено, что УТ незначительно ослабляют водородные связи в воде и других растворителях. Полученные результаты позволяют сделать вывод о потенциальной безопасности УТ в водных средах ввиду «мягкого» воздействия на водородные связи окружения, в том числе биологического. Установлено, что с ростом концентрации УТ водородные связи ослабляются, а интенсивность ФЛ растет во всех растворителях. Причем, интенсивность ФЛ УТ тем больше, чем слабее водородные связи между поверхностными функциональными группами УТ и окружающими молекулами растворителя.
Антистоксова фотолюминесценция УТ
При возбуждении водной суспензии УТ мощным импульсным лазерным излучением с длиной волны в красной и ближней ИК области впервые была обнаружена у УТ гидротермального синтеза ФЛ в антистоксовой области спектра (АС ФЛ, Рис.2). Анализ её интенсивности при возбуждении на разных длинах волн (Рис. 3а) и при разных интенсивностях накачки позволил сделать вывод о наличии процесса двухфотонного поглощения, вызывающего АС ФЛ УТ (Рис. 3б).
Рис. 2. Стоксова (слева) и антистоксова (справа) ФЛ УТ.
Рис.3. (а) Спектры АС ФЛ водных суспензий УТ при возбуждении излучением с длинами волн 680, 720 и 800 нм.
Рис.3. (б) Зависимость интегральной интенсивности АС ФЛ УТ от мощности возбуждающего излучения и ее аппроксимация квадратичной функцией.
Рис.4. (а) Спектры ФЛ УТ при возбуждении на разных длинах волн.
Рис.4. (б) Матрицы возбуждения-испускания ФЛ УТ.