[发明专利]一种基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料及其制备方法和应用。本发明的基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料，是一种新型的稀土发光和聚集诱导效应(AIE)发光共存材料，该材料具有均一的微观形貌，颗粒粒径约为32.16nm；本发明的制备方法简单，引入了亲油稀土铕配合物发光组分与化合物A通过共组装的方法将稀土发光组分包裹在纳米粒子内，而表面的醛基则能够与聚乙烯亚胺的氨基反应使其修饰到粒子的表面，该材料在水中的分散性强；本发明的基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料表现出对氢离子的比率荧光检测行为。此外，该检测过程能够通过简单调节溶液的pH循环往复使用至少10次；能够潜在用于环境酸度检测和细胞酸碱成像等领域。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别涉及一种基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

荧光探针，由于具有良好的生物相容性、易于合成及高灵敏的时空分辨率等优点，在生物分析、医学成像、药物追踪等方面得到了广泛应用，因而成为化学工作者们的热门课题。但是传统的荧光材料大多存在一个比较严重的弊端：只能在溶液状态下才能发射出较强的荧光，但是当聚集体的形成或制备成薄膜状态时，聚集荧光淬灭现象就无可避免地发生。由于荧光材料在具体应用中是聚集状态和薄膜形式，所以聚集诱导荧光猝灭成为有机发光材料在实际应用上的一大难题，应用领域极大的减小。因此，寻找新型有机荧光材料变得极其重要。

2001年唐本忠等人在其实验过程中发现了一种新的化合物，即硅杂环戊二烯，该分子在单分子状态下观察不到明显的荧光，一旦发生分子堆积成固态时即可呈现出强烈荧光，此类现象也通常被称作聚集诱导发光(AIE)效应。已有研究者详细分析了该现象的机理，表明分子在集聚状态下转动和振动将会受到较大的限制，从而引起了AIE现象。

与其它的一些发光化合物有些不同，聚集诱导发光(AIE)化合物具有其独特的聚集发光这种特异性效能，即表现出越是在聚集状态下其发光越强的反浓度猝灭效应；而且，这种化合物还拥有一些对外界刺激产生响应的特性，比如对温度、压力、蛋白、生物分子、爆炸物分子、霉等外界刺激产生响应。独特的AIE性质使得它们在构建高亮度荧光纳米粒子、功能材料及生物医药应用方面具有良好的前景，因而引起了研究者们广泛的兴趣和深入的研究。

1787年瑞典化学家Lt.C.A.Arrhenius首先在一种黑色矿石中发现了“稀土”元素。从那时起至今，稀土元素是从原子序数的57至7l位的15个元素以及周期表中同样属于第三副族原子序数为21的钪和原子序数为39的钇两个元素共17个元素渐渐地被化学工作者和物理学工作者发现、分离、提纯以及探究。稀土化合物之所以会发光是由于4f电子属于内层轨道的电子，其电子在在f-f组态之中或f-d组态中间的聚焦，由于稀土离子的宇称禁阻现象，直接激发稀土离子很难获得其特征荧光发射，然而其对双光子的吸收则是允许的，因此，我们能够观察到不同稀土离子从紫外可见一直到红外区的全谱带荧光发射。

从1990年Kido等采用稀土铽的配合物制成绿色荧光的发光器件之后，稀土化合物在电致发光方面逐渐开始受到广大科研者的密切关注，选择合适的功能有机配体敏化稀土离子发光并制备稀土发光配合物是目前的研究热点。其中一个很重要的原因是由于稀土发光能够十分有效地利用配体三线态的能量，有利于增强发光物件的效率。当下稀土配位化合物在有机化学、荧光检测以及光致发光材料等领域都得到了较为广泛的关注，正是由于这些优越的性能，使研究稀土配位化合物在探寻高新技术发光材料方面就显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料及其制备方法和应用，该稀土发光纳米材料的制备方法简单，且其在水中的分散性强，发光性能稳定，能够应用于环境酸度检测和细胞酸碱成像等领域。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种基于聚集诱导效应的稀土发光纳米材料的制备方法，包括如下步骤：