KGN-PEG-MAL/SilMA/CNC复合水凝胶作为脂肪源性间充质干细胞向软骨细胞分化的支架

《Materials & Design》：KGN-PEG-MAL/SilMA/CNC composite hydrogel as a scaffold for chondrogenic differentiation of adipose-derived mesenchymal stem cells

新型多模式磷光体Mg3Y2Ge3O12:Bi3?/Pr3?/Yb3?/Er3?（MYGBP-Yb/Er）通过可见与不可见光谱（绿UCL、红DSL及UV PersL）协同作用，构建了高安全性的医药防伪系统，可抵抗常规伪造手段并实现多级光学验证。

　　药品伪造是一个全球性的严重问题，可能对人们的健康造成毁灭性的后果。因此，寻找高效、安全的防伪技术成为研究的重要方向。近年来，光学技术因其设计灵活性、高可见性、成本效益和可扩展性，在药品防伪领域受到广泛关注。然而，传统的防伪系统主要依赖于人眼可见的认证方式，这种模式容易受到试错破解的威胁，从而导致严重的安全漏洞。为了解决这一问题，研究者们开始探索具有多种发光模式的新型材料，以提高防伪的安全性和复杂性。

在众多光学防伪技术中，磷光材料因其独特的发光特性，成为研究的热点。磷光材料可以在光照后持续发光，这种特性使其在防伪领域具有显著优势。然而，现有的磷光材料通常只能在可见光范围内发光，容易被模仿或复制。因此，开发能够在不可见光谱范围内发光的材料成为提升防伪性能的关键。研究人员通过系统设计，成功开发出一种新型多模式磷光材料，该材料不仅具有可见光范围内的发光特性，还具备不可见光谱范围内的持续发光能力，从而实现了更高层次的防伪保护。

这种多模式磷光材料的开发基于对材料结构和发光机制的深入研究。首先，研究人员选择了一种具有优异深紫外光持续发光性能的基质材料，即Mg₃Y₂Ge₃O₁₂，并在此基础上引入了Bi³⁺离子，使其能够产生深紫外光持续发光。随后，为了增强材料的可见光发光能力，研究团队进一步引入了Pr³⁺离子，使其能够在可见光范围内发出红色光。这一设计使得材料能够在不同的激发条件下表现出多种发光模式，从而增加了伪造的难度。

为了进一步提高材料的发光性能，研究团队还引入了Yb³⁺作为敏化剂，并结合Er³⁺或Ho³⁺作为激活剂。这些掺杂元素的协同作用使得材料在980 nm的激发下能够产生绿色的上转换发光（UCL）。这种多模式发光特性不仅提高了材料的发光效率，还使其在不同的光谱范围内具有独特的发光行为，从而增强了防伪系统的安全性。例如，当材料在深紫外光激发下时，其发光信号主要集中在不可见的紫外光范围内，只有通过特定的检测设备才能识别。这种隐藏的发光特性为防伪提供了额外的保护层。

此外，研究人员还对不同掺杂元素的组合进行了系统研究，发现通过改变掺杂元素的种类，可以有效调节材料的发光性能。例如，引入Tb³⁺离子的材料能够产生蓝色的持续发光，而引入Ho³⁺离子的材料则能够产生红色的持续发光。这些不同发光特性的材料可以被组合使用，以构建更加复杂的防伪图案。通过这种多模式发光的设计，材料不仅能够提供可见的认证信息，还能通过专门的检测设备揭示隐藏的认证信息，从而形成多层次的防伪体系。

在实际应用中，这种多模式磷光材料被用于构建乳腺癌药品包装盒的防伪系统。该系统通过将不同发光模式的材料组合成特定的图案，实现了多阶段的防伪验证。例如，在980 nm激光激发下，材料能够发出绿色的“90”图案；而在深紫外光激发下，材料能够发出红色的“390”图案，并在光照停止后仍然保持持续发光。这种动态的光学响应使得伪造者难以复制，从而提高了药品防伪的安全性。

为了确保这种多模式磷光材料的稳定性和可靠性，研究人员对其进行了详细的表征和测试。通过X射线衍射（XRD）分析，确认了材料的晶体结构和相纯度。通过能量色散X射线光谱（EDS）和元素映射技术，验证了材料中各元素的均匀分布。此外，研究人员还利用荧光光谱仪（FLS920）和电荷耦合器件（CCD）相机对材料的发光特性进行了系统研究，确保其在不同激发条件下的稳定性和一致性。

在实际应用中，这种多模式磷光材料的制备采用了传统的高温固相反应法。通过精确控制化学试剂的配比和反应条件，研究人员成功合成了具有优异发光性能的磷光材料。在制备过程中，采用了筛网印刷技术，将磷光材料均匀地涂布在滤纸上，形成防伪图案。为了确保图案的稳定性和可检测性，研究人员优化了磷光材料的含量和粘合剂的配比，使得材料在印刷后能够保持良好的发光性能。

为了进一步提高防伪系统的安全性，研究人员还设计了一种多层防伪验证机制。这种机制结合了可见光和不可见光的发光特性，使得防伪信息既可以通过人眼观察，也可以通过专门的检测设备揭示。例如，在可见光范围内，材料能够发出红色的“circle”图案；而在不可见光范围内，材料能够发出深紫外光的持续发光，只有通过特定的检测设备才能识别。这种多层次的防伪验证机制不仅提高了防伪的复杂性，还使得伪造者难以复制。

此外，研究人员还发现，这种多模式磷光材料具有良好的热稳定性和环境适应性。在重复的深紫外光激发下，材料的发光强度和衰减曲线保持稳定，表明其在实际应用中具有较高的可靠性。这种稳定性使得材料能够在不同的环境条件下保持一致的发光性能，从而确保防伪信息的准确性和可重复性。

在实际应用中，这种多模式磷光材料的防伪系统不仅适用于药品包装盒，还可能扩展到其他需要高安全性的领域，如金融票据、奢侈品和电子设备等。通过将不同发光模式的材料组合使用，可以构建更加复杂的防伪图案，从而提高整体的安全性。例如，在不同的光照条件下，材料能够发出不同的发光信号，使得伪造者难以通过简单的观察或复制来模仿其发光特性。

综上所述，这种多模式磷光材料的开发为药品防伪提供了新的解决方案。通过结合可见光和不可见光的发光特性，研究人员成功构建了一个多层次的防伪系统，显著提高了防伪的安全性和复杂性。这种材料不仅能够提供直观的认证信息，还能通过专门的检测设备揭示隐藏的认证信息，从而形成更加完善的防伪体系。未来，随着光学技术的不断发展，这种多模式磷光材料有望在更广泛的领域中得到应用，为防伪技术的发展提供新的思路和方法。