聚丙烯酸（PAA）是修飾 UCNPs 常用的親水高分子配體，其分子鏈上富含大量羧基（-COOH），一方面可與 UCNPs 表面稀土離子形成強配位鍵，實現高效的配體置換 / 原位包覆；另一方面修飾后粒子表面富集高活性 - COOH，可直接通過 EDC/NHS 活化偶聯靶向分子、藥物、熒光染料等，是 UCNPs 實現水溶性改性、生物相容性提升、后續功能化的核心方案。

油相 UCNPs 的 PAA 配體交換法

適用于油相合成的油酸（OA）/ 油胺（OAm）包覆 UCNPs（熒光效率高的 UCNPs 體系），通過加熱回流實現疏水配體（OA/OAm）與 PAA 的定向置換，是實現油相 UCNPs油→水相轉變的標準方法，成功率 100%、修飾效果優。

?? 實驗試劑與耗材

原料：油相 UCNPs（OA-OAm 包覆，如 NaYF?:Yb,Er）、聚丙烯酸（PAA）、NaOH 溶液（1 M，調節 PAA 解離）；

溶劑：無水乙醇、去離子水、環己烷；

耗材：三口燒瓶、冷凝回流管、磁力攪拌器、離心機、超聲清洗儀。

?? 具體操作步驟

PAA 溶液配制：稱取100 mg PAA（UCNPs 質量的 5 倍，過量保證配體交換），溶于 10 mL 去離子水，滴加 1 M NaOH 溶液調節 pH 至7~8，攪拌至 PAA 溶解（無色透明溶液，PAA 解離為 - COO?，配位能力大幅提升）；

配體交換反應：將配制好的 PAA 水溶液緩慢滴入 UCNPs 環己烷分散液中，三口燒瓶加裝冷凝回流管，磁力攪拌（800 rpm）+ 油浴加熱至 80 ℃，回流反應3~4 h；

?? 反應現象：體系逐漸從兩相分層→渾濁→最終形成水相透明分散液（環己烷相變為無色，說明疏水配體被置換）；

產物純化：停止加熱，冷卻至室溫，將混合液轉移至離心管，8000 rpm 離心 5 min，棄去上層環己烷和未反應的 PAA 清液；用無水乙醇 - 去離子水（1:1） 洗滌 2 次，再用去離子水洗滌 1 次（8000 rpm，5 min / 次），去除游離配體與雜質；

終產物分散：將離心后的沉淀重新分散于 10 mL 去離子水中，超聲 5 min，得到透明、穩定的 PAA-UCNPs 水分散液，4 ℃避光保存即可。

PAA 修飾的核心目的是讓 UCNPs 表面富集 **-COOH 活性基團 **，基于此可快速實現靶向、載藥、偶聯等進階功能化，是 UCNPs 走向應用的關鍵，常用的衍生方法為：

? EDC/NHS 活化 - 酰胺鍵偶聯法（通用）

利用 EDC（1 - 乙基 - 3-(3 - 二甲基氨基丙基) 碳二亞胺）活化 PAA 表面的 - COOH，生成活性酯，再與靶向分子 / 功能分子的 - NH?反應形成酰胺鍵，實現高效偶聯，適配葉酸（FA）、抗體、多肽、氨基化 PEG 等幾乎所有含氨基分子。