[发明专利]一种单谱带红光纳米晶材料及其制备方法

说明书

本发明属于无机发光材料领域。一种单谱带红光纳米晶材料，化学式是：Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇。本专利的单谱带红光纳米晶材料，利用Yb:Na₃HfF₇中间层抑制Er³⁺与Nd³⁺之间的无辐射能量传递，与此同时利用Nd³⁺对808nm激发波段的高吸收截面与稀土离子在Na₃HfF₇基质中的团簇分布特点实现Er³⁺在808nm激发条件下的单谱带红光发射。

技术领域

本发明属于无机发光材料领域，尤其是单谱带上转换红光纳米晶材料。

背景技术

研究结果表明，上转换发光纳米材料在细胞成像过程中，无自发背景荧光、闪光以及光褪色等现象，有利于降低检测背景，提高信噪比，进而提高生物成像的灵敏度以及空间分辨率。目前研究最广泛的上转换发光纳米材料是在980n m激光器激发下，产生多波段发射的稀土离子掺杂氟化物体系，它们在面向生物成像领域的应时有许多不足之处，主要有以下几点：第一，虽然激发光源位于近红外区，能够实现较大的穿透深度，而常用上转换发光稀土离子(Er³⁺，H o³⁺，Tm³⁺)的发射波段以绿光(～550nm)或者蓝光(～475nm)为主，在600-1000nm波段的红光以及近红外光相对较弱，因此发射光难以透过较深层的生物组织，而且激光功率和生物组织深度等的变化会对其不同发射波段产生不同影响，进而导致色差的产生，最终影响生物成像效果；第二，生物组织中的水分子在980nm附近有很强的吸收，导致980nm激光的穿透深度大幅降低，而且生物组织中的水分子大量吸收980nm波长的光子能量会产生局部热能，导致生物组织受损。然而如果能够选用合适的基质，获得808nm激发的单谱带红光发射，那么以上两个难题可以同时得到解决，进而促进上转换发光纳米材料在生物成像领域的发展。

发明内容

本发明公开一种新颖的808nm激发单谱带红光纳米材料，具体是通过采用共沉淀法首先制备Yb/Er:Na₃HfF₇核纳米晶，然后采用外延生长法制备Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇核壳纳米晶，在808nm激发条件下，Nd³⁺离子将吸收的能量借助Yb³⁺离子传递给Er³⁺，进而实现808nm激发的高效率单谱带红光发射。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种单谱带红光纳米晶材料，化学式是：Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇。

作为优选，纳米晶材料是808nm激发的单谱带上转换红光纳米晶材料。

作为优选，先采用共沉淀法制备Yb/Er:Na₃HfF₇核纳米晶，然后采用外延生长法制备Yb/Er:Na₃HfF₇@Yb:Na₃HfF₇@Yb/Nd:Na₃HfF₇核壳纳米晶。

一种单谱带红光纳米晶材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按摩尔百分比将0.1-0.4％乙酸镱、0.01-0.1％乙酸铒、0.5-1.5％乙酰丙酮铪、1-3％乙酸钠、30-45％油酸、40-55％十八烯加入到容器中，得到无水溶液A；