[发明专利]一种水溶性稀土掺杂纳米晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种水溶性稀土掺杂纳米晶体及其制备方法和应用，本发明将镧系元素化合物溶解于超纯水中，搅拌条件下匀速滴加NH₄F水溶液，利用水热法制备得到水溶性稀土掺杂纳米晶体，通过改变镧系元素化合物的配比，得到不同荧光寿命的水溶性稀土掺杂纳米晶体。本发明直接在水溶液中制备水溶性稀土掺杂纳米晶体，原料易得、方法简单、条件温和、可控性强；本发明所制备的水溶性稀土掺杂纳米晶体平均粒径为40～50nm，荧光寿命可调、荧光量子产率高、荧光稳定性高；所制备的水溶性稀土掺杂纳米晶体利用时间分辨荧光成像技术可广泛应用于细胞、病毒、组织病理切片等的“单色多标记”分析。

技术领域

本发明涉及一种水溶性稀土掺杂纳米晶体及其制备方法和应用，属于化学发光材料技术领域。

背景技术

随着生物分析科学和生物工程技术的发展，如何实现复杂生物体系中待测组分的快速高灵敏检测已经显得越来越重要。然而，实际过程中来自生物组织的背景干扰往往严重影响检测的灵敏度和结果的准确性。基于长荧光寿命的稀土荧光配合物而建立的时间分辨荧光分析技术，由于可有效消除待测体系本体的背景干扰，已经应用于临床检测和生物化学分析等领域。但是，传统的基于稀土配合物的荧光探针，其制备过程复杂、荧光稳定性差、荧光量子产率低，这些缺点在一定程度上限制了其更为广泛的应用。同时，鉴于生物体系的复杂性和临床检验的要求，往往需要对多个组分进行同时分析，现有的基于时间分辨荧光技术的检测探针显然无法满足这一要求。因此，探索和开发一种具有较高荧光量子产率且荧光寿命可调的荧光探针显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶性稀土掺杂纳米晶体及其制备方法和应用，所制备的水溶性稀土掺杂纳米晶体荧光寿命长、荧光寿命可调、荧光量子产率高、荧光稳定性高，该制备方法简单、条件温和、可控性强，所制备的水溶性稀土掺杂纳米晶体结合时间分辨荧光成像技术，可实现复杂生物样本多个组分“单色多标记”。

实现本发明的技术目的采用的技术方案是：

一种水溶性稀土掺杂纳米晶体，所述水溶性稀土掺杂纳米晶体的化学组成为La_(1-x-y)F₃:Tb_y,Ce_x，其中0≤x≤0.6，0<y<1，x+y<1。

一种水溶性稀土掺杂纳米晶体，所述水溶性稀土掺杂纳米晶体的化学组成为La_(0.8-x)F₃:Tb_0.2,Ce_x。

本发明所述水溶性稀土掺杂纳米晶体的平均粒径为40～50nm。

本发明所述的一种水溶性稀土掺杂纳米晶体的制备方法，包括如下步骤：

1)将TbM₃、LaM₃和CeM₃镧系元素化合物或TbM₃与LaM₃镧系元素化合物加入超纯水中，搅拌使其全部溶解，得到混合溶液A；所述超纯水是指在25℃时电阻率≥15兆欧·厘米的水；

2)将NH₄F加入到超纯水中，制备浓度为0.5～0.6mol/L的NH₄F水溶液B；

3)在搅拌条件下将NH₄F水溶液B匀速滴加到混合溶液A中，室温反应至少1h后，离心分离得到沉淀C；

4)将沉淀C分散于超纯水后转移至水热反应釜中，在180～240℃下反应0.5～24h，冷却至室温，分离得到水溶性稀土掺杂纳米晶体。

其中，步骤1)中所述LaM₃、TbM₃、CeM₃镧系元素化合物中M为Cl或NO₃，即本发明所述镧系化合物可以是镧系元素的氯化物或者镧系元素的硝酸化合物。