[發(fā)明專利]基于稀土摻雜氟釓化鈉核殼結(jié)構(gòu)的雙模式納米熒光標(biāo)記材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010105414.2
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN102140344A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳學(xué)元;劉永升;涂大濤;李仁富;羅文欽;朱浩淼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;C09K11/02;G01N21/64
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土摻雜氟釓化鈉(NaGdF₄)核殼結(jié)構(gòu)納米熒光標(biāo)記材料及其制備，尤其是涉及使稀土摻雜氟釓化鈉納米熒光標(biāo)記材料具備上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換雙模式發(fā)光的方法。

背景技術(shù)

稀土摻雜的堿金屬稀土氟化物納米顆粒是一種新型的發(fā)光材料，在綠色照明光源、納米光電子器件、平板顯示、生物醫(yī)學(xué)成像、生物標(biāo)記和鑒定等方面有著廣闊的應(yīng)用前景，受到國內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注。其中氟釓化鈉(NaGdF₄)具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能，較低的聲子能量，是一種良好的發(fā)光基質(zhì)。釓離子(Gd³⁺)具有較大的能級間隔，常作為一種敏化離子而實(shí)現(xiàn)其它稀土離子(Eu³⁺，Dy³⁺，Tb³⁺等)的下轉(zhuǎn)化發(fā)光；同時可以通過鐿離子(Yb³⁺)和上轉(zhuǎn)換稀土離子(Er³⁺，Tm³⁺，Ho³⁺等)的共摻，在氟釓化鈉基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)高效的稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光；而且由于釓離子的良好磁性能，使得稀土摻雜的氟釓化鈉納米材料可以作為一種有效的磁對比試劑，在磁共振生物成像等領(lǐng)域也有著潛在的應(yīng)用價值。故而，稀土摻雜的氟釓化鈉納米顆粒有望成為一種集上轉(zhuǎn)換、下轉(zhuǎn)換發(fā)光和磁性能于一身的多功能納米材料。但是，目前大多數(shù)的研究成果都是將上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換的稀土離子分別摻入到氟釓化鈉納米晶中，來實(shí)現(xiàn)摻雜稀土離子各自的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光，不能將上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光集成到同一納米顆粒中，因而無法實(shí)現(xiàn)稀土摻雜的氟釓化鈉納米材料的多功能化。同時合成的納米顆粒大都是非水溶性的，這很大程度上限制了它們在生物標(biāo)記等方面的應(yīng)用(參考文獻(xiàn)：Fiorenzo?Vetrone?et?al.The?Active-Core/Active?Shell?Approach：A?Strategy?toEnhance?the?Upconversion?Luminescence?in?Lanthanide-Doped?Nanoparticles，Advanced?Functional?Materials，19，1-6(2009)；Chenghui?Liu?et?al.Morphology-andphase-controlled?synthesis?of?monodisperse?lanthanide-doped?NaGdF₄?nanoparticleswith?multicolor?photoluminescence，Journal?of?Materials?Chemistry，19，489-496(2009))。本發(fā)明采用高溫共沉淀的合成方法，在油酸和十八烯的混合溶液中，能得到一種形貌均一的、單分散的稀土摻雜氟釓化鈉納米顆粒，通過將上轉(zhuǎn)換稀土離子(Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺等)和下轉(zhuǎn)換稀土離子(Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺等)分別摻雜到納米顆粒的內(nèi)核和殼層中，可以實(shí)現(xiàn)集上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光于一身的可應(yīng)用于異相熒光免疫分析或均相熒光共振能量傳遞等方面的氟釓化鈉核殼結(jié)構(gòu)的雙模式納米熒光標(biāo)記材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種使單分散的稀土摻雜氟釓化鈉納米晶同時具備強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換雙模式發(fā)光的方法以及稀土摻雜氟釓化鈉核殼結(jié)構(gòu)雙模式納米熒光標(biāo)記材料的制備工藝。

采用本發(fā)明制備的氟釓化鈉納米晶內(nèi)核和核殼結(jié)構(gòu)納米晶雙模式納米熒光標(biāo)記材料的組分為：xRE³⁺-(1-x)NaGdF₄(其中RE＝Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb；x＝0-50mol％)。

本發(fā)明采用如下制備工藝：