[发明专利]一种NaYF4:Yb3+/Er3+@Ag纳米复合材料及其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料合成领域，具体地涉及一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料及其制备方法及应用。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)是指在特殊制备的一些金属良导体表面或溶胶中，吸附分子的拉曼散射信号比普通拉曼散射信号大大增强的现象。对于表面检测而言，基于SERS的表面增强光谱技术相比其它光谱技术具有其独特的优势。例如，SERS光谱具有选择性高、测试时间短、所需样品量少、样品无需制备等优点。此外，这种光谱技术还具有较高的灵敏度，目前已成为单分子科学领域发展重要的检测手段之一。相对于红外和荧光等其它光谱技术，SERS光谱的优势之一体现在其可实现水溶液体系的直接检测，因此在生命科学领域中得到了广泛关注。基于此，设计合成具有高灵敏度、高选择性，尤其是能够用于水溶液体系的SERS探针成为近年来该研究领域的热点之一。

然而，在生命科学领域的研究中，常需要对生物活性组织和细胞进行活体、实时、原位和动态的光谱分析表征。因而要求对所应用的分析基底进行快速、准确的识别。如果可实现水溶性SERS基底的“可视”化，即SERS基底具有一定的发光性能、使其具有荧光标记物的功能，可为拉曼光谱在生命科学领域中的应用带来极大的便利。鉴于此，设计、合成水溶性，且兼具发光性能以及SERS效应的纳米复合材料对于生命分析化学的相关研究具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料。该纳米复合材料不仅用于水溶液体系还兼具增强表面拉曼光谱和增强上转换发光光谱强度的特性。

本发明的另一目的是提供一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料的制备方法，该方法以棒状的亲水性上转换发光材料NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺为基底，通过原位还原的方法实现其单分散的纳米银离子(Ag NPs)在其表面的非完全包覆，制备出NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料，该方法简单快捷，易操作。

本发明的另一目的是提供一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料作为探针基底在拉曼光谱中的应用。因该纳米复合材料为高性能、多功能的纳米复合材料，因此将该材料应用在SERS中并与先进的光学成像技术相结合，可以为实时动态地监测细胞内和生物活体内的分子事件提供强有力的实验手段，同时也为揭示生命活动规律及研究疾病的发生、诊断、治疗提供了新的方法和技术，具有重要的实际应用价值。

本发明采用的技术方案为：

一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料，以NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺纳米晶为核，以银纳米粒子为壳，在NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺纳米晶的表面非完整性包裹银纳米粒子的核壳结构。

一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@Ag纳米复合材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将NaOH溶于H₂O，乙醇和油酸的混合溶液中，得溶液A；将Y(NO₃)₃·6H₂O，Yb(NO₃)₃·6H₂O，Er(NO₃)₃·6H₂O的溶液顺次加入溶液A中混合均匀得溶液B；将NaF水溶液加入溶液B中混匀得溶液C。将溶液C移入反应釜中，密封，于160℃，反应12h后冷却至室温，离心，用环己烷和无水乙醇的混合液洗涤、离心并干燥后得疏水性NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺纳米晶。