[发明专利]用于多形貌稀土上转换发光纳米晶表面直接介孔修饰的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物材料技术领域，具体涉及一种用于多形貌稀土上转换发光纳米晶表面直接介孔修饰的制备方法。

背景技术

不同功能性纳米材料的结合与组装可以很好地促进多模式生物成像及治疗多功能纳米平台的发展。随着纳米技术的发展，具有荧光和介孔结构特性的多功能纳米生物受到广泛的关注。多功能介孔纳米材料具有诸多优势，一方面可以标记生物组织进行活体实时观测，另一方面通过进一步靶向修饰，介孔结构中负载的抗癌药物可在靶向作用下释放到特定的肿瘤细胞或癌细胞区域，杀死癌细胞，而正常细胞受影响则较小，从而达到非扩散治疗的目的，实现更好的抗癌效果，因此, 多功能介孔纳米荧光材料在免疫分析、药物释放、活体成像以及癌细胞理疗等方面有着广泛的应用前景，是生物医学领域展开深层研究的重要应用材料。

目前，稀土上转换发光纳米晶表面包覆介孔SiO₂的制备方法多为“两步法”，即先在纳米晶表面生长一层无孔SiO₂，再以此为核生长介孔SiO₂，但是上述方法工序繁多、周期较长。此外，氨水催化介孔修饰反应过程中对纳米粒子分散性控制较困难，很易出现“一包多”现象，且粒径较大，因而所得材料的形貌、稳定性等易受影响。

发明内容

针对上述方法的不足，本发明的目的在于提供一种合成方法简易、易于控制粒径、形貌、有效保证产品质量、且适用于多种形貌稀土上转换发光纳米晶的介孔直接包覆方法，制备多功能介孔纳米荧光材料。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种用于多形貌稀土上转换发光纳米晶表面直接介孔修饰的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将疏水性稀土上转换纳米晶通过十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）转换为亲水性，形成第一分散液；

（2）将CTAB、去离子水、乙醇和氢氧化钠溶液充分混合形成第二分散液，将第一分散液加入第二分散液中搅拌并加热；

（3）向第一、第二分散液的混合溶液中加入正硅酸乙酯（TEOS），生成介孔荧光多功能纳米产物；

（4）将纳米产物除去模板剂CTAB，制得介孔直接包覆的上转换荧光多功能介孔纳米材料。

所述步骤（1）具体包括以下步骤：

（1.1）预备10～15 mg的疏水性稀土上转换发光纳米晶均匀分散在环己烷中，形成第一混合液； 

（1.2）预备80～120 mg CTAB和10～30 mL去离子水，将CTAB和去离子水相混合并溶解形成第二混合液；

（1.3）将第一、第二混合液混合并充分搅拌3～5小时，搅拌的同时加热至60～85℃蒸发除去环己烷，直到形成无色透明溶液，即第一分散液。

所述步骤（1）中的上转换纳米晶为棒状NaYF₄:Yb,Er（以下简称为H-NaYF₄:Yb,Er）, 或立方形NaYF₄:Yb,Er,Mn，或球形NaYF₄:Yb,Er，或球形NaYF₄:Yb,Tm。

所述步骤（2）具体包括以下步骤：

（2.1）预备0.1～0.3g CTAB、2～5mL 乙醇、10～30mL 去离子水，和0.2～0.6mL 0.4mol/L NaOH溶液；

（2.2）将所述四种物质混合均匀制得第二分散液。

所述步骤（3）具体包括以下步骤：

（3.1）第一、二分散液均匀混合，搅拌条件下采用移液枪在中加入500μL TEOS，每隔十分钟加一次，每次加100μL，得第三混合液；

（3.2）将第三混合液在55～65℃条件下反应3～7小时，使混合液中的亲水性稀土上转换纳米晶和TEOS的水解单体充分自组装，得第四混合液；

（3.3）将第四混合液离心分离，分离出纳米产物，然后用乙醇洗涤2～3次。

所述步骤（4）具体包括以下步骤：

（4.1）预备50mL乙醇、0.3g硝酸铵；

（4.2）将洗涤后的纳米产物溶于硝酸铵的乙醇溶液中，形成第五混合液；

（4.3）将第五混合液在55～65℃条件下，连续搅拌3～6小时；

（4.4）将第五混合液离心分离出纳米产物，然后用乙醇洗涤2～3次；

（4.5）将上述产物过夜干燥，制得基于多形貌稀土上转换发光纳米晶的多功能介孔纳米荧光材料。