[发明专利]一种植物油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不同植物油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法。属于纳米荧光材料技术领域。

背景技术

上转换荧光材料是指材料受到光激发时，基于双光子或多光子机制，能吸收低光子能量的长波辐射，发射出高光子能量的短波辐射。近年来，上转换发光材料作为一种新型荧光标记物，在生物大分子分析、生物医学临床领域受到了广泛关注。与传统荧光标记物相比，上转换发光纳米材料具有毒性低、发光强度高，抗光漂白和光降解等优点，可以实现超灵敏的生物检测。同时由于上转换发光纳米材料的激发光为红外光，可以避免生物样品自体荧光的干扰和散射光现象，从而降低检测背景，提高信噪比，而且红外光在检测过程中对生物组织的损害也较小。

以氟化钇钠为基质，镱，铒掺杂的（NaYF₄：Yb，Er）上转换材料是迄今为止发现的上转换效率最高的一种上转换荧光材料。作为生物分子荧光标记材料，标记材料本身需要具备粒径小且分布均匀等特点。水热法是制备NaYF4：Yb，Er纳米级上转换荧光材料一种比较成熟的合成路线，通常是在体系中加入高级不饱和脂肪酸，如亚油酸（Nature，2005，437，121-124）和油酸（Advanced Functional Materials，2007，17，2757-2765），它们可以有效控制晶体生长，防止粒子团聚，使得颗粒分布均匀、稳定。但油酸，尤其是亚油酸价格较贵且对环境有危害，对水体和大气可造成污染，且对人体皮肤有刺激作用，故可寻找一种成本低廉且环保的物质来替代它们，从而实现纳米级上转换荧光材料的制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法。大多数植物油中含有丰富的不饱和脂肪酸（Nutrient database，Release24，United States Department of Agriculture），如油酸、亚油酸以及其他种类的高级单/多不饱和脂肪酸。本发明中，在以氟化钇钠为基质，镱、铒掺杂的上转换荧光纳米材料的合成过程中加入植物油，来替代亚油酸或油酸，从而达到分散效果。

为了实现以上技术效果，本发明是通过如下步骤实现：

一种植物油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法，其步骤为：

（1）将氧化钇、氧化镱、氧化铒置于酸溶液中加热溶解，制得稀土离子混合液；

（2）将植物油、氢氧化钠、无水乙醇和去离子水混合经加热搅拌后得到乳液；

（3）在乳液中依次滴加稀土离子混合液和氟化钠溶液，继续搅拌后倒入聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，经加热反应后，得到植物油修饰的纳米上转换荧光材料。

所述步骤（1）中，稀土混合液中的钇离子：镱离子：铒离子的摩尔比为39-40：9-10：1，所述稀土混合液中稀土离子的总浓度为0.2-0.8mol/L。

所述步骤（1）中的酸溶液为盐酸、硝酸或高氯酸，所述酸溶液的浓度为2-4mol/L。

所述步骤（2）中，植物油为葵花籽油、玉米油、橄榄油、大豆油、菜籽油、芝麻油、花生油或棉籽油。在本发明中，其有效成分为油酸和亚油酸（Nutrient database，Release24，United States Department of Agriculture）。

所述步骤（2）中，植物油、氢氧化钠、无水乙醇和去离子水的比例用量为16-18.5ml：1.25-1.55g：9-12ml：8-15ml。

所述步骤（2）中，体系加热的温度为75-80℃。

所述步骤（3）中的氟化钠水溶液的浓度为0.4-1.0mol/L。

所述步骤（3）中，反应釜的加热温度为140℃-200℃，反应时间为2-48小时。

步骤（3）中，稀土离子与氟化钠的摩尔比控制在1:6-1:4。

本发明中的植物油修饰的纳米上转换荧光材料可通过X射线衍射仪、透射电镜和荧光分光光度计进行表征。

本发明的有益效果是：所述纳米上转换荧光材料的制备过程中，采用廉价的植物油替代现有技术中价格较贵的亚油酸或油酸，作为体系的分散剂，有效阻止纳米粒子的团聚现象，使所得粒子均匀、稳定的存在于体系中；所述荧光材料的颗粒粒径为10-50nm，可以满足作为生物分子荧光标记材料的需要；所述工艺过程简单、无毒、无污染，符合现代社会的环保需求；所述纳米上转换荧光材料的原料之一植物油成本低、来源丰富。

附图说明

图1是实施例1中制得的玉米油修饰的NaYF₄：Yb，Er纳米上转换荧光材料的透射电镜图。