[发明专利]具有高发光强度的绿色荧光标记的铽/锶共掺羟基磷灰石纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有绿色荧光标记性能的羟基磷灰石纳米粒子，具体涉及一种具有高发光强度的绿色荧光标记的铽/锶共掺羟基磷灰石纳米粒子的制备方法。

背景技术

荧光成像材料在生物成像、药物输送、光动力疗法以及疾病诊断治疗等生物医学应用上具有重要作用。常用的荧光成像材料种类繁多，但有机荧光分子材料容易发生光漂白和光解，半导体量子点材料化学稳定性较差，且有毒性。羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HA/HAp]，是人体和动物骨骼组织中的主要无机组成成分，具有优良的生物相容性和生物活性。羟基磷灰石的结构为六方晶系，其结构最主要的特征之一就是其晶格中的Ca²⁺，PO₄^3-以及OH^-可以被其他离子取代，从而形成各种不同的产物，这使其成为高性能特种应用生物材料的良好掺杂基体。将掺杂改性后的羟基磷灰石作为稀土离子的发光基体，这种方法制备得到的荧光材料在荧光强度、荧光寿命等方面的性能均优于纯羟基磷灰石基体。

稀土离子是一类具有特殊功能的离子，当其以掺杂离子进入到其他物质的晶格中时，常会赋予原物质新的光、电等性能。稀土Tb³⁺是镧系元素中的一员，在紫外灯照射下呈现绿光，其离子半径为0.092nm(小于Ca²⁺离子半径0.099nm)，在羟基磷灰石基体中可以取代Ca²⁺，从而形成具有发光性能的稀土掺杂羟基磷灰石，可以用做生物荧光探针。

但常规的稀土离子掺杂羟基磷灰石荧光探针会发生荧光猝灭现象，且稀土含量相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高发光强度的绿色荧光标记的铽/锶共掺羟基磷灰石纳米粒子的制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明所制备的Tb³⁺/Sr²⁺共掺羟基磷灰石荧光纳米材料，相比Tb³⁺掺杂羟基磷灰石，其荧光发光强度更高且颜色更加明显，且荧光寿命更长。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

具有高发光强度的绿色荧光标记的Tb³⁺/Sr²⁺共掺羟基磷灰石纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Tb₄O₇固体粉末，向其中加入过量的浓硝酸，进行水浴加热，待硝酸充分挥发后加入去离子水，继续蒸发直至结晶形成Tb(NO₃)₃晶体，然后用去离子水配制并定容得到硝酸铽溶液；

(2)取硝酸钙、硝酸锶、磷酸氢二铵以及氢氧化钠并用去离子水溶解配成溶液，将(1)中所制备的硝酸铽溶液与硝酸钙溶液、硝酸锶溶液混合均匀，并将磷酸氢二铵溶液滴加到上述混合溶液中，待充分混合均匀后采用氢氧化钠溶液调节pH值至14，待pH值稳定后充分搅拌得到溶液A；

(3)将溶液A静置陈化，然后进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，即得到具有高发光强度的绿色荧光标记的Tb³⁺/Sr²⁺共掺羟基磷灰石纳米粒子，其中Tb³⁺/Sr²⁺共掺羟基磷灰石纳米粒子满足以下摩尔比：(Tb³⁺+Ca²⁺+Sr²⁺)/P＝1.67。

进一步地，步骤(1)中水浴加热的温度为85℃。

进一步地，步骤(1)中硝酸铽溶液的浓度为0.5mol/L。

进一步地，步骤(2)中硝酸钙溶液的浓度为0.5mol/L，硝酸锶溶液的浓度为0.5mol/L，磷酸氢二铵溶液的浓度为0.6mol/L。

进一步地，步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L。

进一步地，步骤(2)中待pH值稳定后充分搅拌4h得到溶液A。

进一步地，Tb³⁺/Sr²⁺共掺羟基磷灰石纳米粒子中Sr²⁺和Ca²⁺的摩尔比为(1-9)：(9-1)。

进一步地，步骤(3)中静置陈化的温度为80℃，时间为24h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：