[发明专利]一种合成氨基功能化的稀土掺杂氟化镧纳米荧光标记材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成水溶性的无机纳米荧光标记材料的方法，尤其是涉及一种具有氨基功能化的稀土掺杂氟化镧纳米荧光标记材料的制备方法。

背景技术

无机稀土纳米晶在绿色照明光源、纳米光电子器件、平板显示等领域已有广阔的用途，但其作为荧光生物标记材料是直到最近几年才备受关注。目前广泛用于荧光生物标记的材料主要是有机染料、荧光蛋白、稀土鳌合物、有机发色团掺杂的硅胶/乳胶纳米珠、半导体量子点和无机稀土纳米晶等。其中，相比于其他的标记材料，无机稀土纳米晶由于具有高光化学稳定性、几乎无毒性、窄线宽、长荧光寿命、高发光效率和可调谐荧光发射波长等综合优势，因此是目前普遍看好的新一代荧光生物标记材料。在实际应用中，对荧光标记材料要求颗粒均匀单分散，在不影响发光效率的情况下颗粒越小越好，并具有良好的水溶性，这些都对纳米发光材料的制备和表面修饰提出较严格的要求。为了解决纳米颗粒的水溶性以及与生物分子之间的连接问题，通常需要采取两步法，即在纳米颗粒合成后再进行第二步的表面修饰，这也是该类材料实用化的一个关键技术。

近年来，氟化物作为一类具有较低声子能量，较稳定物理化学性质的发光基质而受到人们的青睐，其中稀土掺杂氟化镧荧光标记纳米材料由于其优良的光学性能以及在生物标记等方面的潜在应用，已经引起了国内外学者的普遍关注。目前，用于荧光标记的稀土掺杂氟化镧纳米晶主要是通过水热法合成。不仅所得到的纳米颗粒较大（一般为30-50 nm）而影响到后续的生物检测分析效率；而且为了实现纳米颗粒的水溶性，需进一步通过表面硅烷化或胶体静电吸附有机聚合物等方法采取表面修饰。显然后续的表面功能化处理增加了合成步骤，而且对于纳米颗粒的表面的重新处理也会影响到纳米晶的发光性能，这些因素都限制了纳米材料的实际应用。针对以上问题，本发明以磷酸乙醇胺（AEP）为表面活性剂，采用低温共沉淀法一步合成水溶性的稀土掺杂氟化镧纳米晶。这种方法不仅可以控制纳米颗粒的大小在5 nm左右，而且能同时实现纳米颗粒的表面氨基功能化以利于纳米颗粒能与生物分子进行连接，通过纳米颗粒内掺杂稀土离子特定发光对这一连接进行检测，即可应用于荧光标记分析。

发明内容

本发明的目的在于提出一种合成颗粒小、水溶性好的氨基化稀土掺杂氟化镧纳米荧光标记材料的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

1. 一种合成氨基功能化的稀土掺杂氟化镧纳米荧光标记材料的方法，其特征在于：把磷酸乙醇胺溶于蒸馏水中并用氨水调节溶液的pH值，接着向其中加入氟化钠，搅拌得到无色透明溶液；另将稀土硝酸盐溶于蒸馏水后滴加到上述溶液中，在30-90℃保温并搅拌一段时间，然后往该溶液中加入丙酮使纳米晶沉淀，并进行离心分离，洗涤，干燥后即可得到氨基化的稀土掺杂氟化镧纳米晶。

2. 一种如项1所述的稀土掺杂氟化镧纳米晶的制备方法，其特征在于：选用磷酸乙醇胺为表面活性剂，既可控制纳米晶大小，又可实现其表面的氨基功能化。

3. 一种如项1和2所述的氟化镧纳米晶的制备方法，其特征在于反应物的加入摩尔量比例：

硝酸镧：1份；

氟化钠：3~6份；

磷酸乙醇胺：0.1~5份。

4. 如项1-3所述的方法，所得到的稀土掺杂氟化镧纳米晶，其组分为：xLn³⁺-(1-x)LaF₃，其中Ln³⁺=Ce³⁺、Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺、Nd³⁺、Pr³⁺，x=0-50 mol％。

5. 如项1-4所述的制备方法所得到氨基化的稀土掺杂氟化镧纳米荧光标记材料的用途，其特征在于：应用于生物标记和检测。制备所得的稀土掺杂氟化镧纳米晶利用其表面的氨基与生物分子进行连接，同时可通过纳米晶内掺杂不同的稀土离子实现特定的发光，来对这一生物连接进行检测，应用于荧光生物标记等领域。