[發明專利]一步法合成水溶性的氨基化稀土摻雜氟化釔鈉納米顆粒

有效

• 申請號: 201110242528.6
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102533272A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳學元;涂大濤;劉麗琴;劉永升;李仁富;朱浩淼
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種合成水溶性的無機熒光納米顆粒的制備方法，尤其是涉及一種一步法合成水溶性的氨基化稀土摻雜氟化釔鈉納米顆粒的制備方法。

背景技術

近年來無機稀土熒光納米材料越來越引起人們的廣泛興趣，這些材料在一些傳統領域例如平板顯示器，固態激光器，光儲存，光致發射二極管等方面都具有應用價值，然而引起人們更多關注的是其在生物醫學方面的應用。相比于傳統的熒光標記材料（比如熒光染料和半導體量子點），無機稀土熒光納米晶具有高的物理化學穩定性，長的熒光壽命，低的毒性和可調諧熒光發射波長等綜合優勢，是目前普遍看好的新一代生物標記熒光材料。然而，由于納米熒光標記材料的粒徑和分散性對熒光免疫分析的靈敏度、信噪比和動態測試范圍至關重要，因此要求顆粒均勻單分散，具有良好的水溶性以及與生物分子較強的結合能力。這些都對納米發光材料的制備和表面修飾提出了較嚴格的要求，選擇合適的材料體系和制備工藝尤顯重要，合成納米材料后第二步的表面修飾是該類材料實用化的一個關鍵技術。

目前已知的體系中，氟化釔鈉（NaYF₄）由于晶格聲子能量較低（~360?cm^-1），是一種理想的稀土摻雜基質材料，Yb³⁺,?Tm³⁺以及Yb³⁺,?Er³⁺共摻NaYF₄作為高效上轉換熒光材料已經受到人們的廣泛關注，有關稀土摻雜NaYF₄材料的研究也有很多報道。合成稀土摻雜NaYF₄納米晶通常利用油酸為表面活性劑，在油相環境中采取水熱法或高溫熱分解法進行合成，所得到的顆粒不具有水溶性，要應用于生物標記必須進行第二步的表面功能化處理：最常見的方法是采取二氧化硅層進行包覆，而SiO₂包覆層的厚度以及形貌控制會極大的影響材料的發光性能；另外一個可行的方法是利用有機高分子（如聚丙烯酸）進行配體交換，即將水溶性高分子連接到納米顆粒表面，這一方法的效果取決于納米顆粒與有機高分子的連接能力，不具有廣泛適用性。雖然以上這些方法都能實現納米顆粒的水溶性，但是后期的表面功能化處理無疑增加了合成步驟，而且表面處理的實驗條件較難控制，另外對于納米顆粒的表面的重新處理也會影響到納米晶的發光性能，這些因素都限制了納米材料的實際應用（參考文獻：Jingning?Shan?et?al.,?Controlled?synthesis?of?lanthanide-doped?NaYF₄?upconversion?nanocrystals?via?ligand?induced?crystal?phase?transition?and?silica?coating,?APPLIED?PHYSICS?LETTERS,?91,?123103?(2007);?He?Hu?et?al.,?Facile?epoxidation?strategy?for?producing?amphiphilic?up-converting?rare-earth?nanophosphors?as?biological?labels,?Chem.?Mater.,?20,?7003–7009?(2008)）。針對以上問題，本發明采取簡單的一步合成方法，利用磷酸乙醇胺（O-Phosphorylethanolamine）為表面活性劑，在乙二醇的溶劑中，將硝酸釔，氯化鈉和稀土硝酸鹽以及氟化銨混合，在高壓釜中溶劑熱反應即可得到氨基化的稀土摻雜立方相NaYF₄納米顆粒。合成出的NaYF₄納米晶表面包覆有磷酸乙醇胺，不但能使納米顆粒在水溶液中具有較好的分散性，而且通過磷酸乙醇胺的氨基（-NH₂），納米顆粒能與生物分子進行連接，同時利用納米顆粒內摻雜稀土離子特定發光對這一連接進行響應，即可應用于異相或均相熒光免疫分析。

發明內容

本發明的目的在于提出一種一步法合成水溶性的氨基化稀土摻雜氟化釔鈉納米顆粒的制備方法。

本發明采用如下技術方案：