[发明专利]一种稀土掺杂双长余辉纳米材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂双长余辉纳米材料及其制备方法和用途。其中纳米材料的分子式为Y₃Al₂Ga₃O₁₂:0.01‑0.02Ce，0.05‑0.08Er，0.01‑0.02Cr，金属离子比为Y：Al：Ga：Ce：Cr：Er＝3:2:3:0.01:0.01:0.06。本发明提供了一种形貌可控分散性好的稀土掺杂可见光和近红外二区同时发射的长余辉纳米材料(YAGG:Cr‑Ce‑Er)，该材料克服了传统长余辉纳米材料尺寸不均一，分散性差等不足的问题。

技术领域

本发明涉及纳米生物医学材料领域，尤其涉及一种稀土掺杂双长余辉纳米材料及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，癌症一直是威胁人类身体健康的重大疾病。早发现早治疗，对于肿瘤的临床治疗和降低肿瘤致死率具有重要的意义。荧光成像技术由于其具有非侵袭性、实时性和分辨率高等特点，近几年来成为肿瘤诊断技术研究的热点。生物组织对于可见光具有很强的吸收和散射，会导致成像信噪比低、背景荧光信号强和成像深度低。提高荧光探针成像的组织穿透力和信噪比，降低组织自荧光的干扰就成为生物荧光成像技术需要克服的问题。

长余辉纳米材料是一种激发光源移除后仍能够持续发光的材料，且能够被多次重复激发，类似于蓄电池。因为这些特点，将长余辉纳米材料用于肿瘤成像，能够完美的消除生物组织自荧光的干扰，得到高分辨率高信噪比的肿瘤成像。尤其是近红外长余辉纳米材料，由于其发射光位于近红外区域，对于组织具有更深的穿透力，因此受到研究者们的广泛关注。其中，近红外二区的荧光波长更长，能够降低成像时生物组织的光散射的影响，使成像深度更深，信噪比更强。近红外余辉纳米材料的研究与发展对于肿瘤诊断及生物成像技术的发展具有重大的意义。

传统的长余辉纳米材料的合成方法包括溶胶凝胶法和高温固相法等，这些方法得到的材料通常形貌不均一，且尺寸偏大，对于生物体内的应用有很大的局限性。近年来，研究者们开始用水热法合成长余辉纳米材料，水热法合成的材料一般尺寸偏小且形貌易控，对于生物体内的应用具有重要的意义。但是，该方法的到的材料通常由于尺寸偏小且反应合成温度不够高，从而使其余辉性能不好。高温煅烧之后的材料又会发生团聚，从而使其分散性不好，限制了材料的应用。如何合成形貌均一可控，分散性好，发光性能良好的长余辉纳米材料成为现阶段需要克服的主要问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种稀土掺杂双长余辉纳米材料及其制备方法和用途。

本发明第一方面提供一种稀土掺杂双长余辉纳米材料，分子式为Y₃Al₂Ga₃O₁₂:0.01-0.02Ce，0.05-0.08Er，0.01-0.02Cr，金属离子比为Y：Al：Ga：Ce：Cr：Er＝3:2:3:0.01:0.01:0.06。

进一步的，所述稀土掺杂双长余辉纳米材料粒径为50-100nm。

进一步的，所述稀土掺杂双长余辉纳米材料能够被400-850nm LED灯激发后发射出荧光，并且在激发光源移除后能够持续发光，具有可见光和近红外二区发射峰值。

本发明第二方面提供上述稀土掺杂双长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

配置金属硝酸盐溶液，包括Y(NO₃)₃、Al(NO₃)₃、Ga(NO₃)₃、Ce(NO₃)₃、Er(NO₃)₃、Cr(NO₃)₃溶液；

配置含有柠檬酸根离子的溶液；