BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - HÀ THỊ PHƢỢNG TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO PHÁT QUANG NỀN NaYF4 CHỨA ION ĐẤT HIẾM Er3+ VÀ Yb3+ ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - HÀ THỊ PHƢỢNG TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO PHÁT QUANG NỀN NaYF4 CHỨA ION ĐẤT HIẾM Er3+ VÀ Yb3+ ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH Chuyên ngành : Vật liệu quang học, quang điện tử quang tử Mã số : 44 01 27 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Trần Thu Hƣơng GS TS Lê Quốc Minh Hà Nội – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Cơng trình thực phòng Quang Hóa Điện tử – Viện Khoa học vật liệu – Học viện Khoa học Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn TS Trần Thu Hương GS.TS Lê Quốc Minh Các số liệu kết luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Hà Thị Phƣợng ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến tập thể giáo viên hướng dẫn, TS Trần Thu Hương GS.TS Lê Quốc Minh, người thầy tận tình hướng dẫn, hỗ trợ định hướng cho tơi suốt q trình thực luận án Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Phòng Quang Hóa Điện tử, Viện Khoa học vật liệu; Ban lãnh đạo Khoa Khoa học vật liệu lượng; Ban Giám đốc Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất cho suốt q trình thực bảo vệ luận án Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới đồng nghiệp Bộ mơn Hóa học, Trường Đại học Y Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi mặt để tơi tập trung nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cám ơn tập thể anh, chị công tác Viện Khoa học vật liệu chia sẻ kinh nghiệm, động viên, khích lệ, giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Lê Thị Vinh, Trường Đại học Mỏ Địa chất, giúp đỡ nhiều trình hồn thành luận án Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến người thân gia đình ln động viên, chia sẻ nguồn cổ vũ, giúp đỡ vượt qua khó khăn suốt q trình thực luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Nghiên cứu sinh Hà Thị Phƣợng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU vi DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO CHỨA ION ĐẤT HIẾM PHÁT QUANG CHUYỂN ĐỔI NGƢỢC NỀN NaYF4 .6 1.1 Vật liệu nano phát quang chứa ion đất 1.1.1 Đặc điểm chung nguyên tố đất 1.1.2 Vật liệu phát quang chứa ion đất 1.2 Quá trình phát quang chuyển đổi ngược 11 1.2.1 Cơ chế phát quang chuyển đổi ngược 11 1.2.2 Các thành phần vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược 15 1.2.3 Tình hình nghiên cứu vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ 19 1.3 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano phát quang chứa ion đất ứng dụng y sinh 21 1.3.1 Phương pháp thủy nhiệt 22 1.3.2 Phương pháp sol - gel 25 1.3.3 Phương pháp vi sóng (Microwave) 26 1.4 Ứng dụng vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược y sinh 27 1.4.1 Nhận dạng sinh học (bioimaging) 28 1.4.2 Cảm biến sinh học (biosensing) .30 1.4.3 Trị liệu quang nhiệt (Photothermal therapy PTT) 36 1.4.4 Trị liệu quang động (photodynamic therapy PDT) 37 Kết luận chƣơng 40 Chƣơng CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 41 2.1 Phương pháp thủy nhiệt tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ 41 iv 2.2 Phương pháp chế tạo phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+ 42 2.2.1 Phương pháp xử lý bề mặt 42 2.2.2 Phương pháp chức hóa bề mặt vật liệu liên hợp hóa vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược với phần tử hoạt động sinh học 44 2.3 Phân tích cấu trúc, hình thái học nghiên cứu tính chất phát quang vật liệu 46 2.3.1 Phân tích cấu trúc tinh thể nhiễu xạ tia X .46 2.3.2 Phân tích cấu trúc phân tử phương pháp phổ dao động .47 2.3.3 Khảo sát hình thái học vật liệu kĩ thuật hiển vi điện tử quét phát xạ trường 49 2.3.4 Nghiên cứu tính chất phát quang vật liệu phương pháp phổ huỳnh quang 50 2.3.5 Kĩ thuật miễn dịch huỳnh quang nhận dạng kính hiển vi huỳnh quang .51 Kết luận chƣơng 53 Chƣơng CÁC KẾT QUẢ TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANO PHÁT QUANG CHUYỂN ĐỔI NGƢỢC NaYF4: Yb3+, Er3+ 54 3.1 Tổng hợp vật liệu nano chứa ion đất NaYF4: Yb3+, Er3+ 54 3.1.1 Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ (Quy trình 1) 54 3.1.2 Kết nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 56 3.1.3 Kết khảo sát tính chất phát quang vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 59 3.2 Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ có hỗ trợ chất tạo khn mềm - PEG .62 3.2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 62 3.2.2 Kết nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG .64 3.2.3 Kết khảo sát tính chất phát quang vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 66 v 3.3 Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ với thay đổi thứ tự tạo NaYF4 .69 3.3.1 Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ với thay đổi thứ tự tạo NaYF4 (quy trình 2) 69 3.3.2 Kết nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 70 3.3.3 Kết khảo sát tính chất phát quang vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+ cấu trúc β-NaYF4 tổng hợp theo qui trình .75 Kết luận chƣơng 77 Chƣơng KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM PHỨC HỢP NANO Y SINH HỌC ĐỂ ĐÁNH DẤU NHẬN DẠNG TẾ BÀO UNG THƢ MCF7 78 4.1 Xử lý bề mặt, chức hóa liên hợp hóa vật liệu NaYF4 chứa ion Yb3+ Er3+ 78 4.1.1 Xử lý bề mặt vật liệu NaYF4 chứa ion Yb3+ Er3+ silica 79 4.1.2 Chức hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica APTMS 80 4.1.3 Chức hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica TPGS 82 4.1.4 Liên hợp hóa vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 acid folic 84 4.2 Kết nghiên cứu hình thái học, cấu trúc tính chất phát quang vật liệu chức hóa, liên hợp hóa 87 4.2.1 Cấu trúc hình, thái học vật liệu NaYF4:Yb3+, Er3+@silica chức hóa, liên hợp hóa 87 4.2.2 Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica chức hóa, liên hợp hóa 89 4.2.3 Tính chất phát quang vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica chức hóa liên hợp hóa 92 4.3 Kết thử nghiệm dùng vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA để đánh dấu nhận dạng tế bào ung thư vú MCF7 95 4.3.1 Quy trình thử nghiệm .95 4.3.2 Kết thử nghiệm 97 Kết luận chƣơng 100 KẾT LUẬN CHUNG 101 DANH MỤC CÁC CÔNG B KHOA HỌC 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Các chữ viết tắt Chữ viết tắt Tên đầy đủ APTMS 3-aminopropyltrimethoxysilane DCC N, N’-Dicyclohexylcarbodiimide (C13H22N2) DMSO Dimethyl sulfoxide (C2H6OS) đ.v.t.đ Đơn vị tương đối EG Ethylene glycol ESA Hấp thụ trạng thái kích thích (excited-state absorption) ET Ethanol ETU Chuyển đổi ngược truyền lượng (Energy Transfer Upconversion) FA Acid folic (C19H19N7O6) FESEM Kính hiển vi điện tử quét phát trường (Field Emission Scanning Electron Microscopy) FRET Truyền lượng cộng hưởng Förster (Förster resonance energy transfer) FTIR Phổ hồng ngoại khai triển Fourier (Fourier Transform infrared spectroscopy) FWHM Độ rộng bán phổ vạch nhiễu xạ cực đại (Full-width at half maximum intensity) GSA Hấp thụ trạng thái (ground-state absorption) IR Hồng ngoại vii LRET Truyền lượng cộng hưởng quang huỳnh quang (Luminescence Resonance Energy Transfer) NHS N-Hydroxysuccinimide (C4H5NO3) RE3+ Ion đất hóa trị PBS Phosphate Buffer Saline PEG Polyethylene glycol PL Huỳnh quang (photoluminescence) TEOS Tetraethyl orthosilicate (C8H20O4Si) TPGS D-alpha-tocopheryl poly ethylene glycol 1000 succinat UC Huỳnh quang chuyển đổi ngược (upconversion) UCL Phát quang chuyển đổi ngược (Upconversion Luminescence) UCNP Vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược (Upconversion Nanophosphors) XRD Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction) viii Các kí hiệu Kí hiệu Tên đầy đủ  Bước sóng (wavelength) exc Bước sóng kích thích (excitation wavelength) 2θ Góc nhiễu xạ tia X Mw Khối lượng phân tử E Năng lượng 98 Ánh sáng thƣờng Ánh sáng Ánh sáng hợp huỳnh quang Tế bào MCF7 đối chứng Tế bào MCF7 ủ với NaYF4: 3+ 3+ Yb , Er @silicaNH2 Tế bào MCF7 ủ với NaYF4: 3+ 3+ Yb , Er @silicaN=FA Hình 4.19 Hình ảnh tế bào MCF7 đối chứng tế bào MCF7 ủ với phức hợp nano quan sát kính hiển vi điện tử huỳnh quang soi ngược Ảnh tế bào MCF7 đối chứng tế bào MCF7 ủ với phức hợp nano Hình 4.19 cho thấy: Với trường hợp tế bào MCF7 làm đối chứng tế bào MCF7 ủ với phức hợp NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2: ánh sáng thường chúng tơi quan sát hình ảnh tế bào MCF7, quan sát ánh sáng huỳnh quang không thấy 99 phát quang Điều chứng tỏ phức hợp NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-NH2 không bắt cặp với tế bào Tương tự, tế bào MCF7 ủ với phức hợp NaYF4: Yb3+, Er3+@silicaN=FA 3h quan sát ánh sáng thường chúng tơi thấy hình ảnh tế bào MCF7 Nhưng sử dùng ánh sáng huỳnh quang, quan sát chấm phát sáng rõ Điều khẳng định quan sát hình ảnh từ việc hợp kết thu chiếu ánh sáng thường ánh sáng huỳnh quang Như vậy, qua mẫu thử nghiêm cho thấy, nhóm folate gắn vào tế bào MCF7 hay nói cách khác, phức hợp nano y sinh NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA bắt cặp vào bề mặt tế bào ung thư vú MCF7 Vị trí bắt cặp phức hợp nano với tế bào ung thư quan sát kính hiển vi soi ngược Zeiss axio vert A1 Kết thu cho thấy, lần sử dụng phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA gắn kết với tế bào ung thư vú MCF7 khảo sát kính hiển vi huỳnh quang soi ngược Zeiss axio vert A1 chứng tỏ phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA ứng dụng để phát vi hình ảnh tế bào ung thư vú MCF7 in vitro thông qua kĩ thuật miễn dịch huỳnh quang 100 Kết luận chƣơng  Trong chương này, tiến hành bọc vỏ chức hóa thành cơng hai hệ vật liệu: NaYF4: Yb3+, Er3+@silica/TPGS NaYF4: Yb3+, Er3+@silicaNH2 cách sử dụng tương ứng hai tác nhân TPGS APTMS Cấu trúc, nhóm liên kết, hình thái học tính chất phát quang hai hệ vật liệu khảo sát phép phân tích phổ hồng ngoại fourie FTIR, chụp ảnh kính hiển vi điện tử FESEM khảo sát phổ huỳnh quang  Trên sở hai hệ vật liệu này, gắn kết thành công phối tử axit FA vào hệ vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-NH2 tạo phức hợp NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA sử dụng tác nhân kép DCC NHS Hệ phức hợp có kích thước dạng que với chiều dài 200 nm ÷ 800 nm đường kính 200 nm ÷ 300 nm phát xạ huỳnh quang chuyển đổi ngược vùng bước sóng từ 510 nm ÷ 570 nm 630 nm ÷ 700 nm ứng với chuyển dời 2H11/2 → 4I15/2 (đỉnh 520 nm); 4S3/2 → 4I15/2 (đỉnh 540 nm) 4F9/2 → 4I15/2 (đỉnh 650 nm) đặc trưng ion Er3+ Đồng thời, phức hợp nano NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=FA sử dụng để đánh dấu nhận dạng tế bào ung thư vú MCF7 quy trình ủ sinh học chuyên biệt in vitro 101 KẾT LUẬN CHUNG Luận án thực thành công, nghiên cứu cách hệ thống đạt số điểm tổng hợp vật liệu nano đất phát quang chuyển đổi ngược để chế tạo phức hợp nano y sinh NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA thử nghiệm phức hợp nhằm đánh dấu nhận dạng vi hình ảnh tế bào ung thư vú MCF7 Kết nghiên cứu luận án có điểm sau: Đã tổng hợp thành công hệ vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược NaYF4: Yb3+, Er3+ phương pháp thủy nhiệt có hỗ trợ chất tạo khn mềm PEG Đặc biệt, tìm thấy có mặt PEG với trọng lượng phân tử 20.000, cường độ phát quang chuyển đổi ngược vật liệu mạnh Đã xây dựng qui trình tổng hợp thu vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược theo mong muốn kích thước, cấu trúc tinh thể, hình dạng, khả phân tán tính chất phát quang chuyển đổi ngược Cụ thể chọn lọc sản phẩm NaYF4: Yb3+, Er3+ có dạng que, chiều dài 300 nm ÷ 800 nm, đường kính 100 nm ÷ 200 nm, cấu trúc hexagonal (β), phát quang mạnh ổn định vùng màu xanh (510 nm ÷ 570 nm) vùng màu đỏ (630 nm ÷ 700 nm) ứng với chuyển dời H11/2 → 4I15/2 (đỉnh 520 nm); 4S3/2 → 4I15/2 (đỉnh 540 nm) 4F9/2 → 4I15/2 (đỉnh 650 nm) đặc trưng ion Er3+ kích thích bước sóng hồng ngoại 980 nm Đã xây dựng thực thành công quy trình bọc vỏ, chức hóa, liên hợp hóa vật liệu NaYF 4: Yb3+, Er3+ Trên sở đó, chế tạo hoàn chỉnh hai phức hợp nano y sinh NaYF 4: Yb3+, Er3+@silica/TPGS (sử dụng tác nhân TPGS) NaYF4: Yb3+, Er3+@silica–N=FA (sử dụng tác nhân APTMS liên hợp với acid folic) Hai phức hợp phát quang chuyển đổi ngược mạnh ổn định, tương thích sinh học cơng cụ thích hợp để đánh dấu huỳnh quang vi hình ảnh số loại tế bào ung thư 102 Đã thử nghiệm khảo sát khả bắt cặp phức hợp nano y sinh NaYF 4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA, để đánh dấu nhận dạng tế bào ung thư vú MCF7 kính hiển vi soi ngược có độ phân giải cao thông qua kĩ thuật huỳnh quang Kết cho thấy, phức hợp NaYF4: Yb3+, Er3+@silica-N=FA bắt cặp với tế bào MCF7 điều kiện thử nghiệm in vitro Kết Luận án tạo sở cho nghiên cứu chế tạo loại vật liệu đất nano phát quang chuyển đổi ngược phức hợp nano sinh y đặc hiệu nhằm ứng dụng làm cơng cụ chẩn đốn chữa trị số bệnh ung thư nước ta 103 DANH MỤC CÁC CÔNG B KHOA HỌC Ha Thi Phuong, Tran Thu Huong, Hoang Thi Khuyen, Le Thi Vinh, Do Thi Thao, Nguyen Thanh Huong, Pham Thi Lien and Le Quoc Minh “Synthesis and structural characterization of NaYF4:Yb3+, Er3+@silica-N=Folic acide nanophosphors for bioimaging” Journal of Rare earth, 2019 (IF=2,846), DOI: 10.1016/j.jre.2019.01.005 Hà Thị Phượng, Trần Thu Hương, Lê Thị Vinh Lê Quốc Minh “Tính chất quang vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược NaYF4: Er3+, Yb3+@SiO2/TPGS ứng dụng cho y sinh” Tạp chí hóa học, 2017 T.55(3E12), 240-244 Hà Thị Phượng, Trần Thu Hương, Lê Thị Vinh, Trần Kim Anh Lê Quốc Minh, “Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu nano phát quang chuyển ngược NaYF4:Er(III)/Tm(III)/Yb(III)@O-cacboxylmetyl chitosan” Tạp chí hóa học, 2015 T.53(3E12), 158-162 Hà Thị Phượng, Trần Thu Hương, Lê Thị Vinh, Trần Kim Anh Lê Quốc Minh, “Ảnh hưởng chất tạo khuôn mềm đến cấu trúc, hình thái học vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược NaYF4:Er3+, Yb3+”, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 9-SPMS 2015, TP Hồ Chí Minh, 2015, 531-533 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO J Chen and J.X Zhao, Upconversion Nanomaterials: Synthesis, Mechanism and Applications in Sensing Sensors, 12(3), pp 2414-2435, 2012 T.J Mullen, M Zhang, W Feng, R.J El-khouri, L.D Sun, C.H Yan, T.E Patten, and G Liu, Fabrication and characterization of rare-earth-doped nanostructures on surfaces ACS Nano, 5(8), pp 6539-6545, 2011 V Danny and L Zhiqun, Up conversion Nanocrystals: Synthesis, Properties, Assembly and Applications Sci Adv Mater 3, pp 26-40, 2011 L.Q Minh, Nghiên cứu tổng hợp vật liệu huỳnh quang mạnh chứa đất nhằm ứng dụng nông y sinh học Đề tài độc lập nhà nước Nghiên cứu định hướng ứng dụng 2012 L Yu and H Liu, The progress of photoluminescent properties of rare earth ions doped phosphate one dimensional nanocrystals J Nanomaterials, 2010 J Li, J.G Li, and Y Sakka, Chemical Conversion Synthesis and Luminescence Properties of Hexagonal-NaYF4:Eu Nanorods International Journal of Materials Science and Engineering, 1(1), pp 12-14, 2013 T.T Huong, L.T Vinh, T.K Anh, H.T Khuyen, H.T Phuong, and L.Q Minh, Fabrication and Optical characterization of multimorphological nanostructured materials containing Eu(III) in phosphate matrices for biomedical application New J Chem., 38 (5), pp 2114 - 2119, 2014 A Podhorodecki, M Banski, and J Misiewicz, Synthesis and optical properties of lanthanides doped ultrasmall NaYF4 markers for bio-medical applications Biopolymers and Cell, 27(2), pp 154-157, 2011 Y Ma, M Chen, and M Li, Hydrothermal synthesis of hydrophilic NaYF4:Yb,Er nanoparticle with bright up conversion luminescence as biological label Mater Letters, 139, pp 22-25, 2015 10 W Zheng, P Huang, D Tu, E Ma, H Zhuab, and X Chen, Lanthanidedoped upconversion nano-bioprobes: electronic structures, optical properties, and biodetection Chem Soc Rev, 44, pp 1379-1415, 2015 11 P Du, L Luo, and J.S Yu, Facile synthesis of Er3+/Yb3+-codoped NaYF4 nanoparticles: a promising multifunctional upconverting luminescent material for versatile applications RSC Adv, 6, pp 94539-94546, 2016 12 J Zhou, Q Liu, W Feng, Y Sun, and F Li, Upconversion luminescent materials: Advances and applications Chem Rev, 115, pp 395-465, 2015 13 D Vennerberg and Z Lin, Upconversion Nanocrystals: Synthesis, Properties, Assembly and Applications Sci Advan Mater, 3, pp 26-40, 2011 105 14 A.B Chinen, C.M Guan, J.R Ferrer, S.N Barnaby, T.J Merkel, and C.A Mirkin, Nanoparticle Probes for the Detection of Cancer Biomarkers, Cells, and Tissues by Fluorescence Chem Rev, 115(19), pp 10530-10574, 2015 15 G Chen, H Ågren, T.Y Ohulchanskyya, and P.N Prasad, Light upconverting core-shell nanostructures: nanophotonic control for emerging applications Chem Soc Rev, 44, pp 1680-1713, 2015 16 J.H Lin, H.Y Liou, C.D Wang, C.Y Tseng, C.T Lee, C.C Ting, H.C Kan, and C.C Hsu, Giant Enhancement of Upconversion Fluorescence of NaYF4:Yb3+,Tm3+ Nanocrystals with Resonant Waveguide Grating Substrate ACS Photonics, 2(4), pp 530-536, 2015 17 N Niu, F He, S Gai, C Li, X Zhang, S Huanga, and P Yang, Rapid microwave reflux process for the synthesis of pure hexagonal NaYF4:Yb3+,Ln3+,Bi3+ (Ln3+ ¼ Er3+, Tm3+, Ho3+) and its enhanced UC luminescence J Mater Chem, 22, pp 21613, 2012 18 Y Chen, W He, H Wang, X Hao, Y Jiao, J Lu, and S Yang, Effects of the reaction time and size on the up conversion luminescence of NaYF4:Yb(20%),Er(1%) microcrystals J Luminescence, 132, pp 24042408, 2012 19 J Zhang, C Mi, H Wu, H Huang, C Mao, and S Xu, Synthesis of NaYF4:Yb/Er/Gd up-conversion luminescent nanoparticles and luminescence resonance energy transfer-based protein detection Analytical Biochemistry, 421, pp 673-679, 2012 20 R.S Liu Phosphors, upconversion nano particles, quantum dots and their applications Springer, 2017 21 X Huang, S Han, W Huang, and X Liu, Enhancing solar cell efficiency: The search for luminescent materials as spectral converters Chem Soc Rev, 42, pp 173-201, 2013 22 M.V DaCosta, S Doughan, Y Han, and U.J Krull, Lanthanide upconversion nanoparticles and applications in bioassays and bioimaging: A review Anal Chim Acta, 832, pp 1-33, 2014 23 F Zhang, Photon upconversion nanomaterials, 2015 24 B Zhou, B Shi, D Jin, and X Liu, Controlling upconversion nanocrystals for emerging applications Nat Nanotechnol, 10, pp 924-936, 2015 25 M Lin, Y Zhao, S Wang, M Liu, Z Duan, Y Chen, F Li, F Xu, and T Lu, Recent advances in synthesis and surface modification of lanthanidedoped upconversion nanoparticles for biomedical applications Biotechnol Adv, 30, pp 1551-1561, 2012 26 G Chen, H Qiu, P.N Prasad, and X Chen, Upconversion nanoparticles: Design, nanochemistry, and applications in theranostics Chem Rev, 114, pp 5161-5214, 2014 106 27 M Wang, Y Zhu, and C Mao, Synthesis of NIR-Responsive NaYF4:Yb,Er Upconversion Fluorescent Nanoparticles Using an Optimized Solvothermal Method and Their Applications in Enhanced Development of Latent Fingerprints on Various Smooth Substrates Langmuir 31, 198, pp 70817094, 2015 28 D Wawrzyńczyka, Surface Functionalization of Up-Converting NaYF4 Nanocrystals with Chiral Molecules RSC Adv, 6, pp 5558-5565, 2016 29 R.G Geitenbeek, P.T Prins, W Albrecht, A.V Blaaderen, B.M Weckhuysen, and A Meijerink, NaYF4:Er3+,Yb3+/SiO2 Core/Shell Upconverting Nanocrystals for Luminescence Thermometry up to 900 K J Phys Chem C, 121(6), pp 3503-3510, 2017 30 Q Chen, X Wang, F Chen, Q Zhang, B Dong, H Yang, G Liuc, and Y Zhu, Functionalization of upconverted luminescent NaYF4 : Yb/Er nanocrystals by folic acid-chitosan conjugates for targeted lung cancer cell imaging J Mater Chem, 21, pp 7661-7667, 2011 31 M Huang, L Wang, X Zhang, J Zhou, and L Liu, Synthesis and Characterization of Folic Acid Labeled Upconversion Fluorescent Nanoprobes for in vitro Cancer Cells Targeted Imaging BRIEF REPORTS, 15(5), pp 1-9, 2017 32 S Hu, X Wu, Z Tang, Z Xi, Z Chen, P Hu, Y Yu, H Yan, and Y Liu, Upconversion NaYF4 Nanoparticles for Size Dependent Cell Imaging and Concentration Dependent Detection of Rhodamine B J Nanomaterials, 2015, pp 1-10, 2015 33 T.K Anh, P Benalloul, C Barthou, L.T.K Giang, N Vu, and L.Q Minh, Luminescence, Energy Transfer and Up - Conversion Mechanisms of Y2O3 Nanomaterials Doped with Eu3+, Tb3+, Tm3+, Er3+ and Yb3+ ions J Nanomaterials, pp 1-10, 2007 34 N Vũ, Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu nano Y2O3:Eu, Tb, Er, Yb 2007, Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu, Hà Nội 35 L.T.K Giang, L Marciniak, D Hreniak, T.K Anh, and L.Q Minh, Synthesis, Structural Characterization, and Emission Properties of NaYF4Er3+/Yb3+ Upconversion Nanoluminophores J Elec Mater., 45(10), pp 4790-4795, 2016 36 L.T.K Giang, L Marciniak, T.Q Huy, D.M Tien, V.D Chinh, N Vu, T.T Huong, H.T Khuyen, N.T Huong, P.D Roan, N.T Binh, and L.Q Minh, Synthesis, characterization and up-conversion luminescence properties of αNaYF4Yb3+/Er3+/PVP/MOFs multilayer nanocrystals J Science, Technology and Engineering's 59, pp 79-84, 2017 107 37 N Vu, L.Q Duong, N.D Van, and T.K Anh, Polypol-mediated synthesis and characterizations of NaYF4: Er3+, Yb3+ nanocrystal up conversion phosphors Proceedings of IWNA, 184, pp 804-806, 2011 38 L.T.K Giang, Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano thấp chiều Ytri, Ziriconi tính chất quang chúng, in Luận án Tiến sĩ khoa học vật liệu 2011 39 L.T.K Giang, T.N Dat, T.T Huong, T.K Anh, N.T Binh, and L.Q Minh, Fabrication and characterization of the colloidal upconversion nanoluminophores with core shell structures based on the NaYF4:Er3+, Yb3+ Adv Mater Scien Nanotechnology pp 132-135, 2012 40 M Humphries, Rare Earth Elements: The Gloabal Supply Chain 2010 41 J Bao, R Yu, J Zhang, X Yang, D Wang, J Deng, J Chen, and X Xing, Controlled Synthesis of Terbium Orthophosphate Spindle-Like Hierarchical Nanostructures with Improved Photoluminescence Eur J Inorg Chem, 16, pp 2388-2392, 2009 42 D.B Xiong, Z.J Zhang, L.D Gulay, M.B Tang, H.H Chen, X.X Yang, and J.T Zhao, Hydrothermal synthesis, crystal structure and physical properties of a new gadolinium phosphite hydrate Inorg Chim Acta , 362, pp 30133018, 2009 43 W.M Yen, S Shionoya, and H Yamamoto, Practical applications of phosphors, 2007 44 G.A Hebbink, Luminescent Materials based on Lanthanide Ions, Twente University Press, 2002 45 M.W Yen, S Shionoya, and H Yamamoto, Phosphor Handbook, 1999 46 V.X Quang, Quang phổ tâm điện tử vật rắn, in Trung tâmKhoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia- Viện Khoa học Vật liệu 1999 47 S Shionoya and W.M Yen, Phosphor Handbook, 1999 48 X Qu, G Pan, H.K Yang, Y Chen, J.W Chung, B.K Moon, B.C Choi, and J.H Jeong, Solvothermal synthesis and luminescence properties of NaYF4:Ln3+ (Eu3+, Tb3+, Yb3+/Er3+) nano- and microstructures Optical Materials, 34, pp 1007-1012, 2012 49 Y Liu, S Zhan, Q Yang, and M Yan, Synthesis of biocompatible uniform NaYF4:Yb3+,Er3+ nanocrystals and their characteristic photoluminescence J Luminescence 132, pp 3042-3047, 2012 50 W Ren, G Tian, S Jian, Z Gu, L Zhou, L Yan, S Jin, W Yina, and Y Zhao, TWEEN coated NaYF4:Yb,Er/NaYF4 core/shell upconversion nanoparticles for bioimaging and drug delivery RSC Advances, 2, pp 7037-704, 2012 108 51 H Chen, X Zhai, D Li, L Wang, D Zhao, and W Qin, Water-soluble Yb3+, Tm3+ codoped NaYF4 nanoparticles: Synthesis, characteristics and bioimaging J.Alloys and Compounds, 51, pp 70-73, 2012 52 Y Sui, K Tao, Q Tian, and K Sun, Interaction Between Y3+ and Oleate Ions for the Cubic-to-Hexagonal Phase Transformation of NaYF4 Nanocrystals J Phys Chem C, 116(2), pp 1732-1739, 2012 53 J Wang, H Song, W Xu, B Dong, S Xu, B Chen, W Yu, and S Zhang, Phase transition, size control and color tuning of NaREF4:Yb3+, Er3+ (RE = Y, Lu) nanocrystals Nanoscale, 5, pp 3412-3420, 2013 54 S Wu, Y Ning, and S Zhang, Hydro thermal Synthesisof β-NaYF4:Yb,Er Nanocrystals with UpconversionFluorescenceUsingTetraethylenePentamineas ChelatingLiga J Nanomaterials, pp 1-8, 2012 55 M Ding, C Lu, L Cao, Y Ni, and Z Xu, Controllable synthesis, formation mechanism and upconversion luminescence of β-NaYF4 : Yb3+/Er3+ microcrystals by hydrothermal process CrystEngComm, 15, pp 83668373, 2013 56 M Ding, S Yin, Y Ni, C Lu, D Chen, J Zhong, Z Ji, and Z Xu, Controlled synthesis of β-NaYF4:Yb3+/Er3+ microstructures with morphology-and size dependent up conversion luminescence Ceramics International, 41(6), pp 7411-7420, 2015 57 F Wang and X Liu, Recent advances in the chemistry of lanthanide-doped upconversion nanocrystals Chem Soc Rev, 38, pp 976-989, 2009 58 X Wang, T Xu, Y Bua, and X Yan, Giant enhancement of upconversion emission in NaYF4: Er3+@NaYF4:Yb3+ active-core/active-shell nanoparticles RSC Adv, 6, pp 22845-22851 2016 59 C Homann, L Krukewitt, F Frenzel, B Grauel, C Würth, U ReschGenger, and M Haase, NaYF4 :Yb,Er/NaYF4 Core/Shell Nanocrystals with High Upconversion Luminescence Quantum Yield Angewandte Chemie International Edition, 57(28), pp 8765-8769, 2018 60 G Schmid, Wiley-VCH, Weinheim Nanoparticles: “From Theory to Application”, 2004 61 Y Xia and Y Yang, Chemistry and Physics of Nanowires Adv Mater., 15(5), pp 351-352, 2003 62 N.D.Triệu, Các phương pháp phân tích vật lý hóa lý, Hà Nội, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 63 L.N Thụ, Cơ sở hóa học phân tích, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2005 64 T Hyeon, Chemical synthesis of magnetic nanoparticles Chem Commun, pp 927-934, 2003 109 65 M.Z Hu, E.A Payzant, and C.H Byers, Sol-Gel and ultrafine particle formation via dielectric tuning of inorganic salt-alcohol-water solution J Colloid Interface Sci, 222(1), pp 20-36, 2000 66 L.C Klein, Sol-Gel Optical materials Annual Review of Materials Science, 23, pp 437-452, 1993 67 T.T Huong, T.K Anh, H.T Khuyen, P.T Hien, and L.Q Minh, Fabrication and properties of Terbium phosphate nanorods Adv Nat Sci: Nanosci.Nanotechnol, 3(1), pp 1-4, 2012 68 R.E.P.Oliveir, N Sjödin, M Fokine, W Margulis, C.J.S Matos, and L Norin, Fabrication and Optical Characterization of Silica Optical Fibers Containing Gold Nanoparticles ACS Appl Mater Interfaces, 7(1), pp 370-375, 2015 69 T Rinkel, A.N Raj, S Dühnen, and M Haase, Synthesis of 10 nm βNaYF4:Yb,Er/NaYF4 Core/Shell Upconversion Nanocrystals with nm Particle Cores Angewandte Chemie International Edition, 55, pp 11641167, 2016 70 S Roy, W Sigmun, and F Aldiger, Nanostructured yttria powders via gel combustion J Mater Res., 14, pp 1524-1531, 1999 71 Y Ma, P Qiu, D Xu, J Lin, Y Tang, F Wang, X He, Z Zhou, N Sun, X Zhang, Y Zhou, and D Sun, Controllable synthesis and upconversion luminescence of NaYF4: Yb3+, Er3+ nanocrystals Ceramics International, 41, pp 713-718, 2015 72 I.M Asharchuk, S.I Molchanova, V.V Rocheva, M.S Baranov, M.E Sarycheva, and K.V Khaydukov, Study of optical and luminescent properties of nanocrystals NaYF4:Tm3+, Yb3+ in the UV range in the application of integrated optics EPJ Web of Conferences, 132, 2017 73 D.D Li, W.Y Lai, Q Shao, and W Huang, Multifunctional NaYF4:Yb3+,Er3+@SiO2@Au heterogeneous nanocomposites for upconversion luminescence, temperature sensing and photothermal conversion RSC Adv, 7, pp 11491-11495, 2017 74 H Gu, K Xu, C Xu, and B Xu, Biofunctional magnetic nanoparticles for protein separation and pathogen detection Chem Commun, pp 941-949, 2006 75 H.B Na, I.C Song, and T Hyeon, Inorganic Nanoparticles for MRI Contrast Agents Adv Mater, 21(21), pp 2133-2148, 2009 76 J Dobson, Magnetic nanoparticles for drug delivery Drug Dev Res, 67(1), pp 55-60, 2006 77 Y Xia, P Yang, Y Sun, Y Wu, B Mayers, B Gates, Y Yin, F Kim, and H Yan, One-Dimensional Nanostructures: Synthesis, Characterization, and applications Adv Mater., 15(5), pp 353-389, 2003 110 78 R.M Almeida, Sol-Gel planar Waveguides for integrated optics J NonCrystalline Solids, 259, pp 176-181, 1999 79 X Orignac, D Barbier, X.M Du, R.M Almeida, O.M Carthy, and E Yeatman, Sol-gel silica/titania -on-Silicon Er/Yb-doped waveguide for optical amplification at 1.5 m Optical Materials, 12, pp 1-18, 1999 80 Y.H Rho, K Kanamura, M Fujisaki, J Hamagami, and T Umegaki, Preparation of Li4Ti5O12 and LiCoO2 thin films electrodes from precursors obtained by sol-gel method Solid State Ionics, 151(1-4), pp 151-157, 2002 81 J Livage, C.Sanchez, and F.Babonneau, Molecular Precursor Routes to Inorganic Solids Chem Advanced Materials, pp 389-447, 1988 82 H Chen, Z Zhen, T Todd, P.K Chu, and J Xie, Nanoparticles for Improving Cancer Diagnosis Mater Sci Eng R Rep, 74(3), pp 35-69, 2013 83 A Jain, P.G.J Fournier, V.M Lavaniegos, P Sengar, F.M.G Olvera, EnriqueiIñiguez, T G.Kretzschmar, G.A Hirata, and P Juárez, Functionalized rare earth doped nanoparticles forlbreast cancer nanodiagnostic using fuorescence and lCT imaging J Nanobiotechnol, 15, pp 1-18, 2018 84 E.A Grebenik, A.N Generalova, A.V Nechaev, E.V Khaydukov, K.E Mironova, O.A Stremovskiy, E.N Lebedenko, A.V Zvyagin, and S.M Deyev, Specific Visualization of Tumor Cells Using Upconversion Nanophosphors ActA nAturAe 6(4(23)), pp 48-53, 2014 85 S Hao, G Chen, and C Yang, Sensing Using Rare-Earth-Doped Upconversion Nanoparticles Theranostics, 3(5), pp 331-345, 2013 86 X Liu, H Qian, Y Ji, Z Li, Y Shao, Y Hu, G.X Tong, L Li, W Guo, and H Guo, Mesoporous silica-coated NaYF4 nanocrystals: facile synthesis, in vitro bioimaging and photodynamic therapy of cancer cells RSC Advances, 2, pp 12263-12268, 2012 87 Y Dai, D Yang, P Ma, X Kang, X Zhang, C Li, Z Hou, Z Cheng, and J Lin, Doxorubicin conjugated NaYF4:Yb3+/Tm3+ nanoparticles for therapy and sensing of drug delivery by luminescence resonance energy transfer Biomaterials 33(33), pp 8704-8713, 2012 88 B Bhushan, Handbook of Nanotechnology, Berlin, Germany, SpringerVerlag, 2004 89 H Härmä, C Graf, and P Hänninen, Synthesis and characterization of coreshell europium (III)-silica nanoparticles J Nanopart Res., 10(7), pp 12211224, 2008 90 L.E MacKenzie, J.A Goode, A Vakurov, P.P Nampi, S Saha, G Jose, and P.A Millner, The molecular weight of NaYF4:RE photonic up-conversion nanoparticles 2017 111 91 L Wang, W Zhao, and W.Tan, Bioconjugated Silica Nanoparticles: Development and Applications Nano Res., 1, pp 99-115, 2008 92 D.C García, K.J Moreno, C.H Campos, J.B Alderete, and G.A Hirata, Upconversion rare earth nanoparticles functionalized with folic acid for bioimaging of MCF-7 breast cancer cells J.Matter Res, 33(2), pp 191-200, 2018 93 Z Zhang, X Ma, Z Geng, K Wanga, and Z Wang, One-step synthesis of carboxyl-functionalized rare-earth fluoride nanoparticles for cell imaging and drug delivery, The Royal Society of Chemistry, 5, pp 33999 - 34007, 2015 94 N.Đ Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, 2006 95 R Arppe, I Hyppänen, N Perälä, R Peltomaa, M Kaiser, C Würth, S Christ, U.R Genger, M Schäferlinga, and T Soukkaa, Quenching of the upconversion luminescence of NaYF4:Yb3+,Er3+ and NaYF4:Yb3+,Tm3+ nanophosphors by water: the role of the sensitizer Yb3+ in non-radiative relaxation Nanoscale, 7, pp 11746-11757 2015 96 L.T.K Giang, T.K Anh, N.T Binh, L.Q Minh, and Soft Template Synthesis and Upconversion Fluorescence of Nanostructured NaYF4:Er3+,Yb3+ IWAMSN2010 - Hanoi, Vietnam, pp 101, 2010 97 Y Feng, B Shao, Y Song, S Zhao, J Huo, W Lü, and H You, Fast synthesis of β-NaYF4:Ln3+ (Ln = Yb/Er, Yb/Tm) upconversion nanocrystals via a topotactic transformation route CrystEngComm, 18, pp 7601-7606, 2016 98 B Yin, W Zhou, Q Long, C Li, Y Zhang, and S Yao, Salt-assisted rapid transformation of NaYF4:Yb3+,Er3+ nanocrystals from cubic to hexagonal CrystEngComm, 16(36), pp 8348-8355 2014 99 M.A.C Júnior, A.A.C Melo, E.M Rodrigues, F.A Sigolic, and M.O Rodrigues, The Effect of Hydrothermal Treatment on the Morphologies and Optical Properties of Upconversion NaYF4:Ln3+ Crystals J Braz Chem Soc, 28(9), pp 1816-1821, 2017 100 G.T Hermanson, Bioconjugate Techniques, Elsevier, 2008 101 H Qiao, Z Zhu, D Fang, Y Sun, C Kang, L Di, L Zhang, and Y Gao, Redox-triggered mitoxantrone prodrug micelles for overcoming multidrugresistant breast cancer J Drug Target, 26(1), pp 75-85, 2018 102 E.M Collnot, C Baldes, M.F Wempe, J Hyatt, L Navarro, K.J Edgar, U.F Schaefer, and C.M Lehr, Influence of vitamin E TPGS poly(ethylene glycol) chain length on apical efflux transporters in Caco-2 cell monolayers J Control Release, 111(1-2), pp 35-40, 2006 112 103 G Tian, X Zheng, X Zhang, W Yin, J Yu, D Wang, Z Zhang, X Yang, Z Gu, and Y Zhao, TPGS-stabilized NaYbF4:Er upconversion nanoparticles for dual-modal fluorescent/CT imaging and anticancer drug delivery to overcome multi-drug resistance Biomaterials, 40(107-116), 2015 104 D.Chávez-García, K Juárez-Moreno, C.H Campos, J.B Alderete, G.A Hirata, and I.- International Journal of Advanced Engineering Research and Science (IJAERS)Vol-4, Aug- 2017 Functionalized up conversion rare earth nanoparticles for bio imaging of cancer cells 4(8), pp 24-31, 2017 105 H Hu, L Xiong, J Zhou, F Li, T Cao, and C Huang, MultimodalLuminescence Core-Shell Nanocomposites for Targeted Imaging of Tumor Cells Chemistry European Journal, 15(14), pp 3577-3584, 2009 ... liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 56 3.1.3 Kết khảo sát tính chất phát quang vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ tổng hợp theo quy trình 59 3.2 Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, ... Kết khảo sát tính chất phát quang vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ - PEG 66 v 3.3 Tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, Er3+ với thay đổi thứ tự tạo NaYF4 .69 3.3.1 Quy trình tổng hợp vật liệu NaYF4: Yb3+, ... quang ngược ứng dụng sinh y học làm nội dung cho luận án với tiêu đề: Tổng hợp khảo sát tính chất vật liệu nano phát quang NaYF4 chứa ion đất Er3+ Yb3+ định hướng ứng dụng y sinh Mục tiêu Tổng