[发明专利]一种GdF3:Yb3+;Er3+上转换荧光纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种GdF₃:Yb³⁺,Er³⁺上转换荧光纳米棒的制备方法，步骤如下：a.将氢氧化钠，油酸和无水乙醇混合，生成白色粘溶液；b.将NH₄F溶液边搅拌边加入至上述溶液，直至形成半透明溶液；c.分别将Gd(NO₃)₃·6H₂O、Yb(NO₃)₃·5H₂O、Er(NO₃)₃·5H₂O溶液边搅拌边加入上述半透明溶液并持续搅拌；d.将步骤c制备液体转移至聚四氟乙烯水热高压反应釜中，高温下持续加热；e.待反应釜冷却，离心，用环己烷和无水乙醇洗涤沉淀，沉淀溶于环己烷中；f.将步骤e所得溶液离心，烘干。本发明丰富了纳米粒子的结构及药物装载面积，为进一步的探针构建及抗癌药物靶向递送提供理论与试验基础。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体是一种GdF₃:Yb³⁺,Er³⁺上转换荧光纳米棒的制备方法。

背景技术

稀土掺杂上转换发光纳米粒子(UCNPs)是一类能够吸收长波长近红外光子而发射短波长紫外可见光子的新型发光材料。与传统的有机染料、半导体量子点等下转换荧光材料相比，UCNPs具有化学稳定性高、生物毒性低、光稳定性强、发射带狭窄、荧光寿命长，无光闪烁和光漂白等优点。不仅如此，由于UCNPs的激发光波长位于低能近红外区，对生物组织损伤小且具有较深组织穿透能力，因此，在生物医学领域，尤其在癌症的诊断与治疗领域表现出极大的应用前景。目前，人们已经在上转换发光纳米粒子的控制合成、细胞标记、活体成像、光动力治疗、以及成像引导下的癌症治疗等许多领域展开了一系列深入的研究和探索。

UCNPs通常由基质材料、激活剂和敏化剂构成。基质材料主要为激活离子提供适合的晶体场，本身不会发光。目前常用的基质材料主要有氧化物、氟化物和硫化物等。其中氟化物由于其较低的声子能量、较大的禁带宽度等特点成为最常用的基质材料。常用作激活剂的稀土元素有：Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Eu³⁺等，激活剂决定了上转换纳米颗粒所发射的光，如掺杂Er³⁺发绿光、掺杂Tm³⁺发蓝光、掺杂Ho³⁺发红光，其中，Er³⁺因具有寿命较长的中间态能级，可以连续吸收两个或者多个光子实现上转换发光而成为研究最多的激活剂。稀土元素Yb³⁺则由于激发光波长是980nm且吸收截面大，是目前最为常用且最有效的上转换敏化剂。

UCNPs的制备方法很多，主要包括共沉淀法、溶胶－凝胶法、高温热分解法、水热/溶剂热法，微乳液法和等。其中水热法能够较好的控制上转换纳米颗粒的尺寸和形貌，是应用最广泛的方法之一。水热法是在密封的压力容器中，以水作为溶剂、粉体经溶解和再结晶的制备材料的方法。这种方法突出的优点是所需的温度较低，对合成过程中所用的稀土盐的纯度要求也较低，材料的生成过程容易控制，合成的材料晶相好，粒径均匀且产物产率高。到目前为止，科学家们利用该方法已成功的合成了多种上转换材料。在水热合成过程中，选用的稳定剂，各种原材料的比例、浓度、pH值、合成温度等因素都会影响纳米颗粒的晶型、形状以及大小。

到目前为止，球形纳米颗粒的研究较为成熟，但是非球形纳米颗粒鲜有报道。非球形结构在生物医学应用方面表现出明显的优越性：

第一，形状在许多方面都影响药物释放的机理，如它影响聚合物的降解和药物释放动力学。调节载药颗粒的形状可以调节药物释放的机制，甚至可以避免爆释。具有平面形状的非球粒子可以实现零级释放，而具有不同厚度的粒子由于在降解过程中其形状会不断改变，所以具有独特的降解方式。