[發明專利]一種激發光調控的紅綠色發光稀土上轉換納米顆粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201710993219.X
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107739603B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 梅青松;陳健;張翠蘭;凌梟;張勇
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發明公開了一種激發光調控的紅綠色發光稀土上轉換納米顆粒及其制備方法，其在980nm激光激發下發射出紅色熒光，在800nm激光激發下發射出綠色熒光；該納米顆粒為4層殼核結構，從內向外依次為激活劑層、能量傳遞劑層、敏化劑層和鈍化劑層，化學表達式為：NaErF₄:Yb,Tm@NaYF₄:Yb@NaNdF₄:Yb@NaYF₄。本發明通過對稀土上轉換納米顆粒核殼結構中不同離子摻雜濃度的調節，實現了隨著激發光波長的改變稀土上轉換納米顆粒發射出不同顏色的熒光；本發明所制備的稀土上轉換納米顆粒具有制備簡單、原料易得、光學性能優異等特點，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米顆粒領域，具體涉及一種稀土上轉換納米顆粒的制備方法，其納米顆粒在可調控的激發光激發下可以發射出紅綠色光。

背景技術

稀土上轉換納米顆粒(UCNPs)是一類吸收長波長低能量光子、發射短波長高能量光子的新型熒光探針材料，具有許多獨特的優點，如優異的光學穩定性、高化學穩定性、低毒性，另外在近紅外光激發下具有組織穿透能力深、對生物組織無損傷、近乎零背景熒光干擾、成像靈敏度高等諸多優點，在生物醫學中有著廣泛的應用前景。Zhao Yuliang等人應用水熱法制備的上轉換納米顆粒，通過調節納米顆粒中錳離子的摻雜量來實現980nm激光激發下發射660nm的單色紅光；Liu Xiaogang等人應用KMnF₃作為納米基質材料，通過改變激活劑的種類，制備了在980nm激光激發下發射660nm的單色紅光以及800nm的近紅外單色光；Wang Feng等人應用高溫油相法制備的上轉換納米顆粒，通過調節激活劑的含量以及在銩離子的作用下實現了980nm激光激發，納米顆粒發射出660nm的單色紅光；Lee Ki-Bum等人制備的上轉換納米顆粒，通過建立一個能量傳遞阻礙層，使得上轉換納米顆粒在980nm激光下發射波長主要在545nm的綠色熒光，在800nm激光激發下發射波長主要在365nm的藍色熒光。然而，目前并沒有任何的文獻報道過在不同激光激發下發射紅色和綠色熒光的稀土上轉換納米顆粒。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激發光調控的紅綠色發光稀土上轉換納米顆粒及其制備方法，所要解決的技術問題在于通過優化激活劑層鉺離子、銩離子和鐿離子摻雜濃度，優化能量傳遞層鐿離子摻雜濃度，同時優化敏化劑層鐿離子和釹離子摻雜濃度，從而實現納米顆粒激發光調控的紅綠色發光。

為實現發明目的，本發明采用如下技術方案：

本發明激發光調控的紅綠色發光稀土上轉換納米顆粒，其特點在于：在980nm激光激發下，所述稀土上轉換納米顆粒發射出波段主要在660nm的紅色熒光；在800nm激光激發下，所述稀土上轉換納米顆粒發射出波段主要在545nm的綠色熒光。

具體的，所述稀土上轉換納米顆粒為4層殼核結構，從內向外依次為激活劑層、能量傳遞劑層、敏化劑層和鈍化劑層，其化學表達式為：NaErF₄:Yb,Tm@NaYF₄:Yb@NaNdF₄:Yb@NaYF₄，其中“@”為包覆的意思，即是以Yb和Tm共摻雜的NaErF₄納米顆粒內核NaErF₄:Yb,Tm為激活劑層，在所述內核外依次包覆有作為能量傳遞劑層的Yb摻雜的NaYF₄第一殼層NaYF₄:Yb、作為敏化劑層的Yb摻雜的NaNdF₄第二殼層NaNdF₄:Yb、及作為鈍化劑層的NaYF₄第三殼層NaYF₄。