[发明专利]一种新型Zn2

说明书

本发明公开了一种新型Zn₂GeO₄基的绿色长余辉纳米材料，化学组成通式为Zn₂GeO₄:xMn²⁺,yCr³⁺，Zn₂GeO₄为基质，Mn²⁺为发光中心，Cr³⁺为陷阱调制剂，采用水热法合成；其制备方法为：先将锌盐、锰盐、铬盐和锗酸钠溶液混合，然后通过水热反应，最后通过离心分离、洗涤和干燥。本发明提供的绿色长余辉纳米材料为棒状结构，具有尺寸分布均匀，稳定性好等优点；其制备方法具有工艺简单，成本低及适用范围广等技术优势，在生物医药、化工工业、功能材料等领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种新型Zn₂GeO₄基的绿色长余辉纳米材料及其制备方法，属于长余辉发光材料技术领域。

背景技术

在各种生物成像探针中，光学探针由于能够在细胞和分子水平跟踪或者促进生物体活动，从而有助于疾病的早期检测、精准诊断和后期监测。与其他成像探针相比，基于荧光的光学探针具有操作简便、灵敏度高、无电离辐射等优点。然而，传统光学探针的生物应用依然受到生物体内发光不稳定、对生物体毒性较大以及信噪比低等因素的极大限制。

长余辉发光材料是一种光致发光材料，它是一类吸收能量并在激发停止后可以持续发光的材料，其余辉能持续几小时甚至数天。由于其特殊的光学性质，长余辉材料在光照、安全应急、交通运输等方面有着广泛的应用。近年来，随着纳米级的长余辉材料出现，因其无需原位激发、无组织背景荧光干扰和高的信噪比等优势，在光医学领域，如医学成像、生物分析和肿瘤诊疗等方面显示出巨大的应用潜力。此外，将长余辉纳米材料与其他模态成像造影剂结合，可以实现高分辨率、高灵敏度的多模态活体成像，达到成像优势互补的效果，从而在疾病的诊断、治疗及监测过程获取更为精准可靠的信息，避免误诊误判。如今，长余辉材料荧光成像用于肿瘤切除手术导航已成功应用于临床，成为手术中影响引导肿瘤切除的绝佳成像手段，它可以有效地帮助外科医生更快、更准确地切除肿瘤。但现有长余辉纳米材料受合成路径和方法的限制，往往水溶性差，尺寸分布不均匀，物理性质不稳定。

有技术人员提出一种Zn₂GeO₄基共掺杂Mn²⁺和Bi³⁺的长余辉材料，通过掺杂Bi³⁺延长了余辉时间，但其高温煅烧的方法不利于对纳米粒子表面的进一步修饰。此外，高温煅烧后，纳米粒子粒径大、易发生团聚、分散性差，影响其在生物领域的进一步应用。

发明内容

目的：为了克服现有技术中纳米粒子粒径大、易团聚、余辉时间短等技术问题，本发明提供一种新型Zn₂GeO₄基的绿色长余辉纳米材料及其制备方法，采用水热法合成绿色长余辉发光材料，通过改变Mn²⁺、Cr³⁺掺杂量，改善材料的发光和余辉性能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新型Zn₂GeO₄基的绿色长余辉纳米材料，化学组成通式为Zn₂GeO₄:xMn²⁺,yCr³⁺，Zn₂GeO₄为基质，Mn²⁺为发光中心，Cr³⁺为陷阱调制剂，采用水热法合成。

进一步地，所述纳米材料的形貌为棒状，粒径为30-60nm。

进一步地，所述0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.004。

一种新型Zn₂GeO₄基的绿色长余辉纳米材料的制备方法，包括如下步骤：