[發明專利]一種單譜帶紅光納米晶材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710609603.5
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107541204B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 雷磊;肖珍;徐時清
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 李杰

本發明屬于無機發光材料領域。一種單譜帶紅光納米晶材料，化學式是：Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇。本專利的單譜帶紅光納米晶材料，利用Yb:Na₃HfF₇中間層抑制Er³⁺與Nd³⁺之間的無輻射能量傳遞，與此同時利用Nd³⁺對808nm激發波段的高吸收截面與稀土離子在Na₃HfF₇基質中的團簇分布特點實現Er³⁺在808nm激發條件下的單譜帶紅光發射。

技術領域

本發明屬于無機發光材料領域，尤其是單譜帶上轉換紅光納米晶材料。

背景技術

研究結果表明，上轉換發光納米材料在細胞成像過程中，無自發背景熒光、閃光以及光褪色等現象，有利于降低檢測背景，提高信噪比，進而提高生物成像的靈敏度以及空間分辨率。目前研究最廣泛的上轉換發光納米材料是在980n m激光器激發下，產生多波段發射的稀土離子摻雜氟化物體系，它們在面向生物成像領域的應時有許多不足之處，主要有以下幾點：第一，雖然激發光源位于近紅外區，能夠實現較大的穿透深度，而常用上轉換發光稀土離子(Er³⁺，H o³⁺，Tm³⁺)的發射波段以綠光(～550nm)或者藍光(～475nm)為主，在600-1000nm波段的紅光以及近紅外光相對較弱，因此發射光難以透過較深層的生物組織，而且激光功率和生物組織深度等的變化會對其不同發射波段產生不同影響，進而導致色差的產生，最終影響生物成像效果；第二，生物組織中的水分子在980nm附近有很強的吸收，導致980nm激光的穿透深度大幅降低，而且生物組織中的水分子大量吸收980nm波長的光子能量會產生局部熱能，導致生物組織受損。然而如果能夠選用合適的基質，獲得808nm激發的單譜帶紅光發射，那么以上兩個難題可以同時得到解決，進而促進上轉換發光納米材料在生物成像領域的發展。

發明內容

本發明公開一種新穎的808nm激發單譜帶紅光納米材料，具體是通過采用共沉淀法首先制備Yb/Er:Na₃HfF₇核納米晶，然后采用外延生長法制備Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇核殼納米晶，在808nm激發條件下，Nd³⁺離子將吸收的能量借助Yb³⁺離子傳遞給Er³⁺，進而實現808nm激發的高效率單譜帶紅光發射。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：一種單譜帶紅光納米晶材料，化學式是：Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇。

作為優選，納米晶材料是808nm激發的單譜帶上轉換紅光納米晶材料。

作為優選，先采用共沉淀法制備Yb/Er:Na₃HfF₇核納米晶，然后采用外延生長法制備Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇核殼納米晶。

一種單譜帶紅光納米晶材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按摩爾百分比將0.1-0.4％乙酸鐿、0.01-0.1％乙酸鉺、0.5-1.5％乙酰丙酮鉿、1-3％乙酸鈉、30-45％油酸、40-55％十八烯加入到容器中，得到無水溶液A；