[发明专利]一种水溶性稀土上转换纳米颗粒的制备方法及其应用

说明书

本发明公开提供了一种水溶性稀土上转换纳米颗粒的制备方法，在纳米颗粒形成的同时对纳米颗粒的表面进行生物相容性修饰，可以简化操作步骤，可以加快生产效率、降低生产成本；并且制备得到的稀土上转换纳米颗粒具有优异的水溶性和生物相容性，既可以应用在磁共振成像中作为造影剂，又可以应用在荧光成像。

技术领域

本发明涉及一种纳米颗粒的制备方法及应用，具体为一种水溶性稀土上转换纳米颗粒的制备方法及其应用，属于无机纳米材料技术领域

背景技术

近年来，伴随着纳米科技的迅猛发展，稀土离子掺杂的上转换纳米材料因其卓越的光学、磁学性质在生物成像、光动力治疗等领域有着重要的研究与应用前景。稀土掺杂的上转换发光纳米材料可以将低频光子转化为高频光子，通过对材料中敏化剂离子和发光中心离子进行调控可以实现将位于生物组织的光透过窗口的近红外光转化为可见光或高频近红外光。生物组织对这一波段光吸收非常弱，因此可以避免自发荧光的产生，从而获得较高的荧光信号信噪比。其中，Gd掺杂的NaYF₄纳米颗粒，以及Yb³⁺和Er³⁺、Tm³⁺或Ho³⁺共掺杂的NaGdF₄纳米颗粒由于Gd的存在，更具有卓越的T₁磁共振成像性能，可以同时实现上转换荧光成像与磁共振成像。NaYF₄基稀土上转换纳米颗粒和NaGdF₄基稀土上转换纳米颗粒的合成有多种方法，可根据不同的需要来选择。目前，稀土上转换纳米颗粒的制备方法主要包括水热法、溶剂热法和热分解法。然而，水热法对纳米颗粒的粒径及分散性很难控制，溶剂热法和热分解法制备的稀土上转换纳米粒子具有疏水性，进一步的生物应用需要将这种疏水性材料转化为亲水性材料，实验过程相对复杂、繁琐，效率较低，不利于实际应用。此外，上转换纳米颗粒在生物应用中不仅需要其具有水溶性，同时还要求其具有良好的生物相容性。

目前，现有技术中并没有一种稀土上转换纳米颗粒的制备方法能够实现方法步骤简单，产量大且制备得到的稀土上转换纳米颗粒具有优异的水溶性和生物相容性。

因此，提供一种水溶性生物相容性上转换纳米颗粒的简便制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水溶性稀土上转换纳米颗粒的制备方法及其应用，其方法步骤简单，在纳米颗粒形成的同时对纳米颗粒的表面进行生物相容性修饰；并且制备得到的稀土上转换纳米颗粒具有优异的水溶性和生物相容性，可以应用于磁共振成像。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水溶性稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

a、分别称取稀土元素前驱体、生物相容性分子和氟化钠，量取高沸点溶剂，备用；

b、将上述原料加入到反应容器中并通入惰性气体保护，然后将反应容器升温至100-130℃，并在100-130℃条件下保持0.5-1h；搅拌条件下继续升温至沸腾并保持0.1-24h；

c、待反应体系冷却至15～25℃后，加入溶剂洗涤、离心、干燥，得到所述水溶性生物相容性上转换纳米颗粒。

上述优选技术方案的有益效果是：本发明公开的方法制备过程简单，在纳米颗粒形成的同时对纳米颗粒的表面进行生物相容性修饰，简化了操作步骤，从而可以降低生产成本；并且制备得到具有优异的水溶性和生物相容性的稀土上转换纳米颗粒，具有光学/磁共振双模式成像的效果。

优选的，还包括步骤d，具体为：

将步骤c得到的水溶性生物相容性上转换纳米颗粒溶于去离子水中，通过透析或离心超滤进行纯化，得到水溶性生物相容性上转换纳米颗粒溶液；然后将水溶性生物相容性上转换纳米颗粒溶液经过沉淀、洗涤和干燥得到水溶性生物相容性上转换纳米颗粒干粉。