Page 81 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 默 圆，等: 深层光固化研究进展 ·715·

如图 7 所示，蓝色为上转换纳米粒子（UCNPs） 紫外光或者可见光。MASOUME 等 [28] 将使用樟脑醌
经红外光照射后发出的光。黄色、粉色、绿色分别 的体系（仅可吸收蓝光）与使用樟脑醌和二苯甲酮
为光引发剂 Irgacure 784、Irgacure 907 和 Lucirin TPO 组合的体系（既可吸收蓝光也可吸收紫外光）进行
的吸收光谱。Irgacure 784 的吸收波长与 UCNPs 的 对比，在相同的 4 mm 固化深度下组合体系由于吸
最强发光波长一致（450~500 nm），因此 Irgacure 784 收了更多的光，转化率也提高了约 70%。
可以更多地吸收 UCNPs 发出的光被激发，从而实现
单体地聚合。

图 8 上转换与直接照射光源聚合效率对比 [26]
Fig. 8 Photopolymerization efficiency by up-coversion
and direct radiation light sources [26]

图 7 上转化纳米粒子发光波长与光引发剂吸收波长的
匹配图 [26] 1.3.3 红外光-双光子固化
Fig. 7 Matching diagram between luminescence of up- 研究人员发现，某些物质的双光子吸收特性为
coversion microparticles with absorption wavelength 1 个电子可以同时吸收 2 个光子的能量发生跃迁。激
of photoinitiators [26]
发光源为长波长，能量较低，因此只在激光焦点处
LIU 等 [27] 报道了 NaYF 4 :18%Yb,0.5%Tm 的纳米 发生聚合，有很强的穿透能力与空间选择性。MENG
晶体作为上转换发光粒子，在 980 nm 激光照射下以 等 [29] 使用石墨烯量子点作为双光子纳米探针用于生
Irgacure 784 为光引发剂对双官能团双酚 A 环氧丙 物成像，810 nm 飞秒脉冲多光子共焦显微镜下可清
烯酸酯进行聚合，UCNPs 含量为 0.3%（以双官能团 楚地看到细胞成像，并且可以对大鼠的肝切片进行 0~
双酚 A 质量为基准）的体系可达到最佳固化深度 320 μm 组织成像。POORIA 等 [30] 通过一步水热合成
13.7 cm。此方案用于有颜色的不透明体系表现也相 法制备了氮掺杂的碳点，并在无水甲醇中将其与异
当出色。LI 等 [26] 制备了上述同样的加有颜料的固化 硫氰酸荧光素（FITC）进行偶联得到了双光子碳点
体系，固化深度可达 25.5 mm，与 450 nm LED 光固 （CD）探针。研究了该探针深度组织穿透成像的能
化参考样品比较，固化深度提高了 20 mm，并且表 力。单光子（SPE，458 nm）和双光子（TPE，750 nm）
现出更好的热稳定性和机械性能（见图 8）。 的荧光强度都随着水凝胶的厚度从 500 μm 增加到
上转换发光粒子发光波长与光引发剂吸收波长 3000 μm 而逐渐降低。单光子激发的最大穿透深度为
的匹配程度对上转换发光体系的固化效果有很大地 1000 μm，双光子激发可以增加到 3000 μm（见图 9，
影响，通常只是单一的利用上转换发光粒子发出的 其中 SPE 是单光子激发，TPE 是双光子激发）。使

图 9 在单光子（458 nm 激发）（a~e）和双光子（750 nm 激发）（f~j）不同厚度水凝胶探针的渗透深度 [30]
Fig. 9 Penetration depth of probe in hydrogels with different thickness at a single photon (458 nm) (a~e) and two-photon
(750 nm) (f~j) [30]