[发明专利]一种水相中单分散四氟钇钠多色发光纳米颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于多功能应用型无机先进纳米材料制备工艺技术领域，特别涉及一种水相中单分散四氟钇钠掺杂镱铒多色上转换发光纳米颗粒及其制备方法。可实现在生物医药领域、薄膜材料，发光器件，防伪材料等领域直接应用。

技术背景

稀土上转换发光材料是指在长波长光激发下，可持续发射波长比激发波长短的光。稀土掺杂上转换发光纳米材料由于具有激发光能量低，发射光谱窄，Stokes位移大，化学稳定性好，发光强度高而稳定，发射波长可通过控制其组成进行调节和毒性低等优越性能得到了广泛的关注。另外，近红外激光作为其激发光源可以避免生物样品自身荧光的干扰和散射光现象，对生物组织几乎无损伤，光穿透深度较深，从而降低检测背景，提高信噪比，这些特征使它们作为荧光标记物在生物大分子分析和医学临床检测领域都有着非常好的应用前景。

近几年来，关于稀土上转换材料合成及应用的报道日益增多，（Ostrowski A D,Chan E M,Gargas D J,Katz E M,Han G,Schuck P J,Milliron D J,Cohen B E.ACS Nano.2012,6,2686-2692；Wang F,Liu X G,J.Am.Chem.Soc.2008,130,5642-5643），而关于该种材料应用的研究也得到的人们的广泛关注，（Liu J L,Liu Y,Liu Q,Li C Y,Sun L N,Li F Y.J.Am.Chem.Soc.2011,133,15276-15279;Li L L,Zhang R B,Yin L L,Zheng K Z,Qin W P,Selvin PR,Lu Y.Angew.Chem.-Int.Edit.2012,51,6121-6125），众所周知，在上转换纳米材料的应用过程中，除了具备单分散性、颗粒大小均一之外，还应该具有很好的生物相容性，这就要求材料在水中稳定存在。而目前条件较为成熟的制备方法则是制备具有疏水基团的纳米颗粒，进而转相，得到接有亲水基团的产物，这个过程十分复杂并且会导致颗粒的聚集以及荧光减弱。因此，一步合成水中稳定存在的上转换发光材料进而直接应用于细胞成像、疾病的诊断与治疗、磁共振成像等生物领域以及薄膜材料，发光器件等其它领域具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种可直接应用、水中稳定存在的单分散四氟钇钠掺杂镱铒多色上转换发光纳米颗粒。该方法制备的四氟钇钠纳米晶的直径约为110nm，呈单晶颗粒分布。

所述的水相中单分散四氟钇钠多色发光纳米颗粒的制备方法一为：

a.分别配制浓度为0.40-0.50mol/L的Y(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Er(NO₃)₃稀土盐溶液；配制浓度为1-2mol/L的HCl溶液；配制浓度为1-2mol/L的NaF溶液；

b.向反应釜中加入10-20ml无水乙醇，5-15mL乙二醇，磁力搅拌至溶液均匀；

c.继续向反应釜中加入1.70-2.10ml的Y(NO₃)₃稀土盐溶液、200-250μl的Yb(NO₃)₃稀土盐溶液、100-125μl的Er(NO₃)₃稀土盐溶液，搅拌10-35分钟；

d.再向反应釜中加入3.5-5mLNaF溶液，搅拌均匀；

e．最后向溶液中加入0.5-1.0mLHCl溶液，磁力搅拌10-35分钟；

f．将反应釜在185-195℃反应24-72h，自然冷却后用去离子水离心洗涤，去掉产物中溶剂，用4-6ml去离子水分散产物，即得到水相中单分散四氟钇钠多色发光纳米颗粒。

所述的水相中单分散四氟钇钠多色发光纳米颗粒的制备方法二为：方法一的步骤b中同时向反应釜中加入0.05-1.0g聚丙烯酸，聚丙烯酸分子量为1790-1810；其余反应条件与方法一相同。

方法一中所述的NaF加入量为4.32-4.35mmol时得到的产物发红光。

方法一中所述的NaF加入量为5.50-6.50mmol时得到的产物发绿光。

方法二中所述的NaF加入量为3.50-4.50mmol时，得到的产物为立方相。

方法二中所述的NaF加入量为5.50-6.50mmol时，得到的产物为六方相。