[发明专利]一种上/下转换双模式发光纳米晶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种上/下转换双模式发光纳米晶及其制备方法和应用，设计纳米晶材料技术领域；该纳米晶以稀土氯化物作为前驱体，在氢氧化钠和氟化氨的共同参与下，制备单分散且粒径较小的稀土氟化物纳米颗粒为核；利用外延生长法，以油酸和十八烯作为混合溶剂，以稀土油酸盐前驱体和氟化钠的在高温溶剂中共同作用实现壳层稀土氟化物纳米晶的包覆。本方法合成路线操作简单、产物粒径分布均匀、纯度高，通过不同稀土元素掺杂、控制核壳结构中核与壳的尺寸赋予纳米晶较强的红色和近红外二区荧光，近红外荧光使得其可以作为潜在的光学成像造影剂，而红光发射使得制备的纳米晶可以作为纳米能量“转换器”而应用于光触发治疗。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种“葵花”状红光(发射峰约650nm)和近红外二区(发射峰约1520nm)上/下转换双模式发光纳米晶及其制备方法和应用。

背景技术

上转换发光是一种反斯托克斯(anti-Stokes)过程，指能够吸收两个或两个以上长波长光子而发射一个短波长光子的发光现象。稀土上转换发光材料的基质主要包括氧化物、氟化物、氟氧化物、含硫化合物、卤化物等，其中稀土氟化物具有声子能量低、无辐射跃迁少和元素可掺杂浓度高等特点，对上转换发光是较理想的基质，因此在发光材料领域具有广阔的应用前景。目前，研究最广泛的上转换发光材料为以Er、Tm或Ho作为激活剂的稀土掺杂纳米晶。

近红外光激发的稀土上转换发光纳米技术因其独特的发光机理和优异的发光性能而在上转换光触发治疗等方面引起了广泛研究兴趣。稀土上转换纳米晶在应用于光触发治疗时具有较深的组织穿透深度、较低的自发荧光和优异的抗光漂白性能，因此比较适合用于深层生物组织中的“光子转换器”。然而，对于上转换荧光成像，由于上转换的短波长光子依然存在被生物组织高吸收和高散射等问题。此外，同时利用上转换荧光实现光触发治疗和光学成像存在能量分配不可控或能量供给不足的问题。因此，为了获得更高的光学成像信噪比，开发具有优异近红外(700-1700nm)荧光性能的稀土纳米晶极为必要。目前有课题组报道Yb/Ce/Er或Ce/Er共掺杂纳米晶用于近红外二区生物传感或成像相关的研究，然而Ce的高掺杂会不可避免地带来基质晶格缺陷，进而导致发光强度降低。

在抗癌领域，稀土上转换荧光介导的光触发治疗依然是当前的研究热点。对于稀土发光纳米晶，仅仅具有近红外下转换荧光性能存在局限性。为了实现其在生物诊疗及其他相关领域的拓展应用，同时赋予稀土发光纳米晶上转换和下转换近红外双模式荧光性能具有重要意义。而寻求新的具有上转换和下转换双模式发光性能的纳米晶作为潜在的抗癌诊疗纳米平台，仍然需要进一步研究探索。

综上，制备以近红外光作激发光源，具备较强上转换红色和下转换近红外二区双模式荧光的高性能稀土氟化物纳米晶的方案或路线还没有报道过。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上/下转换双模式发光纳米晶及其制备方法和应用，该纳米晶呈“葵花状”，且在红外区(发射峰约为650nm)和近红外区(发射峰约为1520nm)均可发光，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种上/下转换双模式发光纳米晶，化学表达式为：NaGdF₄:Yb,Ce,Ho,Er

@NaGdF₄:Yb,Ce；其中@表示包裹。

一种上/下转换双模式发光纳米晶的制备方法，包括以下步骤：

S1,分别合成稀土金属元素钆、镱、铈、铒及钬的氯化物；

S2,分别合成含有稀土金属元素钆、镱、铈、铒及钬的油酸盐；