[發明專利]雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110243615.7
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113004898B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 王強斌;張榮;孫自強
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;上海科技大學
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;G01N21/64
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發明公開了一種雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料及其制備方法與應用。所述下轉換納米材料具有核殼結構，由內向外依次包括作為核層的Er發射層及作為殼層的隔絕層、Nd發射層和鈍化層，所述下轉換納米材料的雙熒光發射峰分別為1055～1065nm和1520～1535nm。本發明合成下轉換納米材料的條件可控性好，重復性高；所獲下轉換納米材料的粒徑均一，高度分散；通過聚合物包覆的方法對其表面進行功能化處理，再利用靜電相互作用負載熒光淬滅劑，制得激活型的比率型探針，可實現高的組織穿透深度和高時空分辨率；同時能夠特異性檢測生物體內類風濕性關節炎的炎癥因子ONOO^?。

技術領域

本發明屬于材料化學和生物學技術領域，涉及一種雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料及其制備方法與應用，尤其涉及一種雙熒光發射峰調控的鑭系離子摻雜的下轉換納米材料及其制備方法與應用。

背景技術

熒光成像技術作為一種無創光學技術，因其反饋迅速、靈敏度高的特點，已廣泛應用于實時監測體內疾病的發生和發展。其中近紅外二區(NIR-II，1000-1700nm)成像窗口因具有較高的組織穿透深度、較小的光子散射和較低的自發熒光而備受關注。目前代表性的熒光成像探針主要有量子點、單壁碳納米管、稀土摻雜納米材料和小分子染料。在眾多的近紅外二區熒光探針中，稀土摻雜的下轉換熒光材料因其具有較窄的發射光譜，較大的斯托克斯位移，較穩定的熒光發射強度和較長的熒光壽命等獨特的熒光性能而脫穎而出。稀土摻雜的熒光材料一般包括敏化劑，活化劑和基質，大部分的下轉換材料都是單一摻雜活化劑，獲得單熒光發射峰，例如，2017年戴宏杰課題組報道了摻雜鉺鈰的下轉換熒光發射納米材料，通過摻雜鈰離子來增強1530nm的熒光發射，來進行生物應用的研究(Nat.Commun.2017，8，737)。2020年楊黃浩課題組報道了染料SeTT和稀土下轉換材料的結合，得到了染料1150nm和稀土材料1530nm雙發射熒光光譜(Anal Chem 2020，92，6111-6120)。

然而，對于鑭系離子摻雜的熒光探針來說，熒光強度的穩定性使得它們對體內小分子的響應性很差，這種非響應性和“always on”的熒光探針沒有對病灶區域選擇成像的能力，導致生物檢測時信噪比低，靈敏度差。因此，如何解決熒光探針的選擇成像能力成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料及其制備方法與應用，以克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料，所述下轉換納米材料具有核殼結構，由內向外依次包括作為核層的Er發射層及作為殼層的隔絕層、Nd發射層和鈍化層，所述下轉換納米材料的雙熒光發射峰分別為1055～1065nm和1520～1535nm。

進一步的，所述Er發射層的材料包括MErF₄，所述隔絕層的材料包括MYF₄，所述Nd發射層的材料包括MYF₄/Nd，所述鈍化層的材料包括MYF₄，其中，M選自Na、Li、K中的任意一種或兩種以上的組合，且不限于此。

本發明實施例還提供了前述的雙熒光發射峰調控的下轉換納米材料的制備方法，其包括：

使包含鉺鹽和第一溶劑的第一混合溶液與包含氟源、堿金屬源和第二溶劑的第二混合溶液混合反應，制得Er發射層；

將釔鹽前驅體、堿金屬鹽前驅體、所述Er發射層與第一溶劑混合進行包殼反應，從而在所述Er發射層的表面形成隔絕層，制得Er發射層/隔絕層；

將摻雜釹的釔鹽前驅體、堿金屬鹽前驅體、所述Er發射層/隔絕層與第一溶劑混合進行包殼反應，從而在所述隔絕層的表面形成Nd發射層，制得Er發射層/隔絕層/Nd發射層；