[發明專利]一種納米硫化物近紅外長余輝材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201810060623.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108300460B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 邱建榮;聶健敏;李楊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/359
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于近紅外長余輝納米材料的技術領域，公開了一種納米硫化物近紅外長余輝材料及其制備和應用。所述納米硫化物近紅外長余輝材料以CaS為基體材料，摻雜0.05～1.5mol％的Tm³⁺和/或0.05～1.5mol％的Yb³⁺。所述制備方法為：(1)將硝酸銩乙醇溶液和/或硝酸鐿乙醇溶液與氯化鈣乙醇溶液混合，得到混合溶液；(2)向硫化鈉乙醇溶液中滴加1?硫代甘油，再與混合溶液反應，滴加活化劑，繼續攪拌，靜置，離心，洗滌，干燥，研磨，在惰性氛圍中熱處理，得到產物。本發明的材料為納米級且分散性良好，余輝衰減時間長達數十分鐘，用作近紅外光學生物成像熒光標記物；本發明的方法簡單，成本低廉。

技術領域

本發明屬于近紅外長余輝材料的技術領域，具體涉及一種稀土離子(Yb³⁺和/或Tm³⁺)激活的納米硫化物近紅外長余輝材料及其制備方法和應用。

背景技術

光學成像以光子作為信息源，代表了一個快速延伸的領域并被直接應用于藥理學、分子細胞生物學和診斷學。但是這種技術仍然存在許多局限性，尤其是在體內光照時產生的組織自發熒光和在短波激發光照射下的弱的組織滲透性。為了克服這些困難，科學家研究了一系列無機發光材料，發射光是在近紅外區域(NIR)，分子發射近紅外光(650-1350nm)，可以用于活體分子目標的探測，因為生物體血液和組織在這個波長范圍內是相對透明的，從而減少了體內背景干擾造成的難題。而長余輝材料可以在體外激發，利用受激后的余輝可以實現在信號采集過程中沒有激發光的干擾，可以極大限度的提高成像精度。并且相對于其他的標記物材料而言，長余輝材料具有其獨特的優勢，如寬視野成像、路徑跟蹤、信噪比高等。最近發展的近紅外長余輝材料往往是高溫固相燒結的粉體材料，而高溫燒結往往會導致長余輝材料顆粒粒徑較大。盡管也有為數不多的能夠制備成納米級別的長余輝材料，但是也遇到了原料昂貴，不利于推廣生產的問題。因此，一種不僅在近紅外波段發光，其尺寸是納米級別的并且制備成本低、制備技術簡單的長余輝材料亟待發展。這是要想進一步推進近紅外長余輝材料成功應用于生物成像中的非常重要且關鍵的一步。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的之一在于提供一種稀土離子(Yb³⁺和/或Tm³⁺)激活的納米硫化物近紅外長余輝材料，顆粒大約100納米，穩定性良好，顆粒經過熱處理后仍能保持納米級別。

本發明的目的之二在于提供上述稀土離子激活的納米硫化物近紅外長余輝材料(即硫化物近紅外長余輝納米材料)的制備方法。

本發明的目的之三在于提供上述稀土離子激活的納米近紅外長余輝材料(即硫化物近紅外長余輝納米材料)的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種稀土離子激活的納米硫化物近紅外長余輝材料，以CaS為基體材料，Tm³⁺和/或Yb³⁺作為離子激活劑，基體材料中摻雜0.05～1.5mol％的Tm³⁺和/或0.05～1.5mol％的Yb³⁺。

所述稀土離子(Yb³⁺和/或Tm³⁺)激活的納米硫化物近紅外長余輝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在惰性氛圍下，將硝酸銩乙醇溶液和/或硝酸鐿乙醇溶液與氯化鈣乙醇溶液混合均勻，得到混合溶液；

(2)向硫化鈉乙醇溶液中滴加1-硫代甘油，超聲處理，得到硫化鈉混合溶液；

(3)在惰性氛圍和攪拌的條件下，將步驟(2)的硫化鈉混合溶液與步驟(1)的混合溶液反應5～12h，滴加活化劑，滴加完后繼續攪拌，靜置，離心，洗滌，干燥，研磨，得到粉末；