[发明专利]近红外二区双荧光发射稀土纳米探针及其制备方法和应用

权利要求书

1.近红外二区双荧光发射稀土纳米探针，其特征在于，为Nd³⁺掺杂的核壳型稀土纳米颗粒，粒径大小为20～200nm，包括核心粒子、至少一层包覆于所述核心粒子外部的壳层以及包覆于所述壳层外部的羧基修饰物。

2.根据权利要求1所述的近红外二区双荧光发射稀土纳米探针，其特征在于，其主要结构组成为NaYF₄:X％Nd@NaYF₄，X＝1～100。

3.根据权利要求2所述的近红外二区双荧光发射稀土纳米探针，其特征在于，其在近红外光源激发下，在大于1000nm处的近红外二区波段具有两处荧光发射峰。

4.根据权利要求3所述的近红外二区双荧光发射稀土纳米探针，其特征在于，其近红外光源激发波长范围在700～900nm之间；两处荧光发射峰的中心波长分别为1064±15nm和1345±15nm。

5.根据权利要求4所述的近红外二区双荧光发射稀土纳米探针，其特征在于，所述核心粒子的粒径为15-20nm，所述壳层厚度为5-10nm，所述核心粒子的粒径和壳层的厚度之比为2-4。

6.如权利要求1-5任一项所述的近红外二区双荧光发射稀土纳米探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将含钇稀土盐和含钕稀土盐加入到油酸和1-十八烯的混合液中，搅拌并升温至100～140℃溶解，形成稀土-油酸配合物；然后真空脱气15～30min，随后降温至50℃；在惰性气体氛围中，加入含有氟源和钠源的甲醇溶液，50℃反应15～30min后，升温至70～100℃，真空脱气15～30min；

(2)在惰性气体保护下，步骤(1)反应体系升温至250～300℃，反应60～90min，反应结束后自然冷却至室温，在反应液中加入乙醇形成沉淀，离心分离，沉淀产物用环己烷分散，再用过量乙醇沉淀，离心分离，沉淀产物再用环己烷分散，得到核心粒子NaYF₄:X％Nd；

(3)将含钇稀土盐加入到油酸和1-十八烯的混合液中，搅拌并升温至100～140℃溶解，形成稀土-油酸配合物；然后真空脱气15～30min，随后降温至50℃；

(4)在惰性气体氛围中，在步骤(3)反应体系中加入步骤(2)得到的用环己烷分散的核心粒子，再加入含有氟源和钠源的甲醇溶液，50℃反应15～30min后，升温至70～100℃，真空脱气15～30min；

(5)在惰性气体保护下，步骤(4)反应体系升温至250～300℃，反应60～90min，反应结束后自然冷却至室温；向反应液加入乙醇形成沉淀，离心分离，沉淀产物用环己烷分散，再用过量乙醇沉淀，离心分离，沉淀产物再用环己烷分散，得到核壳型稀土纳米颗粒NaYF₄:X％Nd@NaYF₄；

(6)将步骤(5)的核壳型稀土纳米颗粒溶液和0.1M盐酸乙醇溶液等体积混合3～6h，收集下层沉淀，离心后沉淀产物用去离子水洗涤，得到表面去油酸配体的核壳型稀土纳米颗粒；

(7)将步骤(6)得到的无配体修饰的核壳型稀土纳米颗粒超声重悬于DMF，加入羧基修饰物，在磁力搅拌下升温至80℃，持续反应30～180min；反应结束后自然冷却至室温，反应液中加入丙酮形成沉淀，离心弃上清，沉淀用乙醇和去离子水各洗涤数次得到表面羧基化修饰的核壳型稀土纳米颗粒。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含钇稀土盐为碳酸盐、醋酸盐、硝酸盐、草酸盐中的一种或多种；所述含钕稀土盐为碳酸盐、醋酸盐、硝酸盐、草酸盐中的一种或多种；所述步骤(1)中，含钇稀土盐与含钕稀土盐的摩尔比为1:1～100:1。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氮气，所述氟源为氟化铵、氟化钠、氟化钾中的一种或多种，所述钠源为氢氧化钠。