[发明专利]一种发光强度可调的正交荧光发射稀土核壳纳米晶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光强度可调的正交荧光发射稀土核壳纳米晶及其制备方法，包括以下步骤：(1)合成NaYF₄:5％Nd纳米晶核；(2)将稀土元素的三氟乙酸盐、油酸与十八烯混合后，真空除水和氧后通保护气，微波反应得稀土元素‑OA；将C₂F₃NaO₂和油酸混合后微波反应得Na‑TFA‑OA；(3)进行至少一次壳层生长：将核层NaYF₄:5％Nd的环己烷溶液与油酸、十八烯、稀土元素‑OA和Na‑TFA‑OA混合后，真空下除环己烷后通入保护气，于250‑260℃微波反应50‑60min，即得。本发明缩短了反应时间，制备工艺简单，所用材料成本低，产物物相纯度高且表现出优异的正交荧光发光性能。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种发光强度可调的正交荧光发射稀土核壳纳米晶及其制备方法。

背景技术

光学成像技术具有无创、安全、可视化能力强、空间分辨率高、成本低等优点，可对生物分子、细胞、组织和生物体进行实时、多维的可视化监测，是生物医学领域中十分重要的研究手段。其中，近红外活体成像具有众多优点：与临床常用的X射线、核磁共振和超声等成像方法相比，近红外光学成像尤其是近红外二区荧光成像，具有空间分辨率高，自体生物荧光背景低，组织穿透能力强等优点，作为近红外无机纳米探针的一种，稀土纳米材料具有较大的斯托克斯位移，最小的光漂白、狭窄和多峰值的发射特性以及可忽略的激发-发射带重叠，镧系稀土纳米材料作为荧光探针被广泛应用。掺杂不同的稀土金属离子可以调谐纳米粒的发射波长和延长发光寿命，可通过掺杂Er和Nd合成上/下转换(D/UCNP)正交发光纳米复合材料。

低光漂白是掺杂镧系元素稀土纳米粒子作为发光探针的显著特征，稀土纳米材料的波长转换能力，可以被用于设计光动力疗法的药物载体或光致异构化过程，同时利用近红外优越的荧光成像性能，稀土上转换纳米粒还可以作为荧光探针监控药物的体内分布和代谢。对于镧系离子掺杂的无机材料，荧光性质很大程度上依赖于材料自身的组成、结晶度、尺寸和形状等参数，传统上制备稀土纳米晶的方法主要是固相反应法，其过程复杂，成本高，后处理方法单一，产物相纯度低，掺杂范围窄。因此，迫切需要开发一种合成工艺简单、成本低、能制备出组织穿透能力强的近红外荧光纳米探针的方法。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种发光强度可调的正交荧光发射稀土核壳纳米晶的制备方法，以解决传统制备方法过程复杂、成本高、后处理方法单一、产物相纯度低、掺杂范围窄等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种发光强度可调的正交荧光发射稀土核壳纳米晶及其制备方法，包括以下步骤：

(1)合成NaYF₄:5％Nd纳米晶核；

(2)微波合成前驱体稀土元素-OA和Na-TFA-OA：将稀土元素的三氟乙酸盐、油酸与十八烯混合后，真空除水和氧后通入保护气，于120-130℃微波反应40-50min，即得稀土元素-OA；将C₂F₃NaO₂和油酸混合后于60-70℃下微波反应40-50min，即得Na-TFA-OA；

(3)采用连续层层生长法进行至少一次壳层生长制备核壳结构稀土纳米晶：将核层NaYF₄:5％Nd的环己烷溶液与油酸、十八烯、稀土元素-OA和Na-TFA-OA混合后，真空下除环己烷后通入保护气，于250-260℃微波反应50-60min，即得。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。