[發(fā)明專利]水溶性稀土摻雜四氟釓鈉熒光標(biāo)記納米晶及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210166608.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102703081A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施展;李菲菲;李春光;馮守華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/85
• 分類號(hào): C09K11/85;C09K11/02;A61K49/00;A61K49/06
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王恩遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波多元醇化學(xué)方法合成技術(shù)的領(lǐng)域，特別是涉及一種稀土摻雜四氟釓鈉多功能上轉(zhuǎn)換熒光標(biāo)記納米晶及其制備方法。

背景技術(shù)

上轉(zhuǎn)換材料[CN101550593A，CN101100604A]是一種由長(zhǎng)波長(zhǎng)激發(fā)發(fā)出短波長(zhǎng)光的發(fā)光材料，即將低能光子轉(zhuǎn)換成高能光子的材料。上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像使用的是近紅外(如980nm)連續(xù)激光激發(fā)，具有相對(duì)較低的組織吸收和散射，而且生物體內(nèi)的內(nèi)源性熒光物質(zhì)和下轉(zhuǎn)換發(fā)光探針均不能被980nm連續(xù)激光激發(fā)，上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像可以完全消除生物背景熒光，以稀土上轉(zhuǎn)換納米晶為探針的上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像技術(shù)對(duì)生物成像非常有利。另外，稀土摻雜氟化物納米晶具有較低的聲子能量，低毒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，Stokes位移大且發(fā)射峰窄和強(qiáng)并具有較長(zhǎng)的熒光壽命，組織穿透深度深和紅外激發(fā)容易的優(yōu)點(diǎn)，因此在氧化物，硫化物，磷化物等基質(zhì)中脫穎而出，被廣泛的應(yīng)用于生物標(biāo)記，醫(yī)學(xué)成像，分析檢測(cè)，臨床治療等相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域。

在眾多氟化物基質(zhì)中，四氟釓鈉(NaGdF₄)[CN102140344A，CN102191061A，CN101862463A]不僅可以通過摻雜不同的稀土離子調(diào)控出從可見到近紅外一系列不同顏色的光，而且是具有高空間分辨率的核磁共振響應(yīng)的磁性材料。釓離子(Gd³⁺)具有較大的能級(jí)間隔，常作為一種敏化離子而實(shí)現(xiàn)其它稀土離子的下轉(zhuǎn)化發(fā)光；還可以通過敏化離子鐿(Yb³⁺)和上轉(zhuǎn)換稀土離子(Er³⁺，Tm³⁺，Ho³⁺)的雙摻或三摻，在NaGdF₄基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)高效的稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光；而且由于釓離子具有良好的磁性能，使得稀土摻雜NaGdF₄納米材料可以作為一種有效的磁響應(yīng)劑，在核磁共振生物成像等領(lǐng)域也有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。故而，稀土摻雜的NaGdF₄納米晶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生物標(biāo)記納米材料能廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記和生物活體實(shí)驗(yàn)中。

應(yīng)用于生物熒光標(biāo)記的納米材料，需要納米粒子的粒徑分布均勻且盡量的小，發(fā)光效率高，具有生物兼容性。顆粒的尺寸太大，與生物大分子結(jié)合時(shí)，很容易影響到生物分子的動(dòng)力學(xué)行為，降低了探測(cè)極限。因此合成分散性好，粒徑小并且均勻，水溶性的上轉(zhuǎn)換NaGdF₄納米晶對(duì)具有優(yōu)良特性的新型熒光生物探針無疑具有重要意義。目前制備NaGdF₄納米顆粒的方法有水熱法，微乳液法，離子交換法，醇水溶液法和高溫固相氧化還原法等。這些方法操作繁雜，溫度等試驗(yàn)條件要求苛刻，且得到納米粒子尺寸不均勻直接影響發(fā)光性能及其應(yīng)用。其中，陳學(xué)元課題組[Adv.Mater.2010，22，3266-3271]采用一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路，將Tm³⁺、Yb³⁺和Eu³⁺分別摻入到NaGdF₄納米晶的內(nèi)核和殼層中，首次在單分散的六方相NaGdF₄納米晶中實(shí)現(xiàn)了Eu³⁺的雙模式發(fā)光。借助于內(nèi)核中Tm³⁺和Yb³⁺的雙敏化作用和核殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，在980nm的近紅外光照射下，實(shí)現(xiàn)了高效的Eu³⁺的紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光。同時(shí)，在273nm紫外光的照射下，能夠獲得強(qiáng)的Eu³⁺紅色下轉(zhuǎn)換發(fā)光。但是，由于選擇油酸和十八烯的油相的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境，體系需要較高的熱分解溫度，為了進(jìn)一步的生物應(yīng)用，產(chǎn)物還需要集團(tuán)交換以至于油相轉(zhuǎn)水相的納米晶表面修飾。

因此，直接水溶性，上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度高，分散均勻且粒徑小的六方相NaGdF₄多功能上熒光標(biāo)記納米晶的合成還需要深入研究，對(duì)多功能生物標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)背景技術(shù)中存在的不足，提供一種分散優(yōu)良、高水溶性稀土摻雜四氟釓鈉多功能上轉(zhuǎn)換熒光標(biāo)記納米晶及其微波合成制備方法，可以解決現(xiàn)有制備方法中粒子結(jié)晶不好及熒光強(qiáng)度弱，溶劑中單分散性差，生物兼容性低等方面存在的問題。