[发明专利]一种能提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种能提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料，其特征在于：其材料颗粒具有核-多壳的异质结构，作为NaGdF₄作为该纳米材料的核层，在核外部连续依次包覆能量发光层、能量传递层、能量捕获层、能量保护层和外层，形成稀土纳米复合材料体系；

所述能量发光层作为包覆在核纳米粒子上的第一层壳，由NaGdF₄和发光离子组成核材料，能量发光层的材料至少包括NaGdF₄:Yb/Tm，其中Yb离子的掺杂摩尔分数不大于60％，Tm的掺杂摩尔分数不大于15％；

所述能量传递层作为包覆在能量发光层上的第二壳层，能量传递层除了包括Yb，还包括包括NaLuF₄、NaYF₄、CaF₂和YF₃中的至少一种，在能量传递层中，Yb离子掺杂的摩尔分数为10～80％；

所述能量捕获层作为包覆在能量传递层上的第三壳层，能量捕获层的材料中的Yb离子的掺杂摩尔浓度为1～90％，Nd离子的掺杂摩尔浓度为1～90％；

所述能量保护层作为包覆在能量捕获层上的第四壳层，能量保护层的材料为NaGdF₄、NaLuF₄、NaYF₄、CaF₂和YF₃中的至少一种；

所述外层作为包覆在能量保护层上的第五壳层：先在材料颗粒外层包覆二氧化硅层，再包覆氧化锌层，形成连续包覆的二氧化硅和氧化锌复合层；

所述纳米复合材料体系可在近红外光的激发下，通过荧光能量共振转移(FRET)，将能量传递给外层的氧化锌层，并产生单线态氧，从而提升活性氧ROS产生的总量。

2.根据权利要求1所述提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料，其特征在于：发光离子采用稀土掺杂离子组合，采用Yb/Tm、Yb/Tm/Tb、Yb/Tm/Eu、Yb/Tm/Dy、Yb/Tm/Sm、Yb/Tm/Mn中的至少一种。

3.根据权利要求1所述提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料，其特征在于：其激发光波长为742～983nm。

4.根据权利要求1所述提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料，其特征在于：其颗粒的平均粒径为35～45nm。

5.一种权利要求1所述提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.稀土盐的前驱体制备：

将钆盐、镱盐、铥盐、钇盐、钕盐中的至少一种盐在油酸和十八烯混合溶剂中溶解，进行反应，得到稀土盐的前驱体；

b.稀土发光多层核壳结构材料制备：

将核材料与在所述步骤a中制备的稀土盐的前驱体进行混合，得到反应混合物，在钠源和氟源的存在下，将反应混合物进行反应，对核层上转换纳米材料颗粒进行壳层包裹，得到反应产物油溶性异质稀土上转换发光纳米晶，然后将反应产物油溶性异质稀土上转换发光纳米晶经过洗涤，溶解于环己烷中，得到稀土发光多层核壳结构材料溶液；

c.SiO₂包覆稀土发光多层异质核壳结构材料制备：

制备油溶性异质稀土上转换发光纳米晶在环己烷中的分散液，将其与聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚，支化(CO-520)、环己烷、氨水在室温下混合搅拌均匀后，逐滴加入正硅酸乙酯(TEOs)与环己烷的混合溶液，该反应在室温下持续反应12～24h；待反应完成后，将产物溶液经过离心、洗涤和分散后，即得水溶性上转换异质纳米晶(UCNP@SiO₂)的分散液；

d.UCNP@SiO₂@ZnO稀土纳米异质核壳结构材料制备：

制备所述水溶性上转换异质纳米晶(UCNP@SiO₂)的分散液与无水乙醇、醋酸锌的混合液，然后逐滴加入氢氧化钠溶液后继续反应，待反应完成后，再将产物溶液经过离心，洗涤后置于马弗炉中，在不高于150℃中干燥成粉末，得到ZnO包覆的纳米复合材料(UCNP@SiO₂@ZnO)。