[发明专利]一种β-NaYF

说明书

本发明公开了一种β‑NaYF₄:Yb/Tm@CuS核壳结构纳米球及其制备方法，其特征在于：将β‑NaYF₄:Yb/Tm@ZnO纳米颗粒经过H₂S气体硫化后，得到具有结晶程度较低的壳层的β‑NaYF₄:Yb/Tm@ZnS核壳纳米颗粒，然后将其分散在含有镉盐与硫脲的水溶液中反应，得到β‑NaYF₄:Yb/Tm@Zn_xCd_1‑xS核壳纳米球；再将该纳米球分散在含有铜盐的醇溶液中反应，即获得结晶性较好的蛋黄‑蛋壳型β‑NaYF₄:Yb/Tm@CuS核壳结构纳米球。本发明的合成方法简单、所得产物形貌均匀、生产成本低、适合产业化生产。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种β-NaYF₄:Yb/Tm@CuS核壳纳米结构球的制备方法。

背景技术

半导体CuS由于其独特的光学性质，在近红外光照射下具有优越的光热效应，在肿瘤的治疗领域有着重要的应用前景。镧系离子掺杂的NaYF₄纳米材料，如β-NaYF₄:Yb/Tm，可以将近红外光转换为紫外-可见-近红外光，而且其荧光光谱具有光稳定性好、毒性低、发射带窄等优点，使得其在生物成像、生物分子检测以及肿瘤的光动力治疗等领域有着广泛的应用价值。β-NaYF₄:Yb/Tm纳米材料与半导体CuS纳米粒子的核壳结构不但可以结合两个材料的独特的性能，而且β-NaYF₄:Yb/Tm与CuS可以构建荧光共振能量转移系统，可以将近红外光子的能量转移激发CuS半导体，增强CuS对近红外光能量的吸收，提高其光热效应，同时这种荧光共振能量转移体系可以激发CuS产生光生电子与正空位，进而产生大量的单线态氧等活性氧，同时对肿瘤具有光动力治疗的效果。因此，制备β-NaYF₄:Yb/Tm@CuS核壳纳米结构在肿瘤治疗领域将具有重要的应用前景与临床应用价值。

《纳米尺度》(Nanoscale，2015年，第7卷，第13747-13758页)报道了在NaGdF₄:Yb,Er 纳米晶外先外延生长一层介孔SiO₂层，后在介孔SiO₂层外面修饰上CuS纳米颗粒，成功制备了NaGdF₄:Yb,Er@mSiO₂@CuS多层纳米结构的方法。这种方法要先合成CuS，并对其进行化学修饰，利用介孔SiO₂充当过渡层，以克服NaGdF₄:Yb,Er与CuS两种材料之间的晶格不匹配问题。且由于有SiO₂层存在，会极大的降低两者之间的能量转换效率，最终影响材料治疗肿瘤的效果。除此之外，材料的制备过程复杂、条件的控制因素多，不利于推广生产。

美国化学会《材料化学》(Chemistry of Materials，2015年，第27卷，第483-496页)报道了一种Y₂O₃:Yb/Er@CuS蛋黄-蛋壳型核壳结构的方法。该方法首先在高温水相中合成实心的Y(OH)CO₃:Yb/Er纳米结构，引入葡萄糖后，水热外延生长一层碳层。在800℃高温煅烧下，由于Y(OH)CO₃:Yb/Er中存在的OH^-和CO₃^2-离子与外壳中葡萄糖的CH₂-OH功能团向外扩散的速率不同，在柯肯达尔效应下形成Y₂O₃:Yb/Er空心球。在Y₂O₃:Yb/Er空心球表面修饰氨基、叶酸后，将经过修饰的羧基化CuS纳米粒子接入Y₂O₃:Yb/Er空心球上，得到 Y₂O₃:Yb/Er-CuS的复合结构。该方法合成的核壳纳米结构材料质量不高影响光热治疗效果、合成过程操作繁琐、不确定因素多，成本高，不适合工业生产。