[发明专利]一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料，由稀土掺杂羟基磷灰石溶胶和氧化钛溶胶混合制备得到，引入稀土钐元素实现光致荧光发射，经406nm光源照射激发后，样品在610nm处出现荧光发射峰；借助于羟基磷灰石与氧化钛复合后的特殊能级结构，可以实现掺杂离子的能级跃迁改变，从而增强其发光强度，调节其荧光寿命。本发明还公开了该材料的制备方法，合成工艺简单，易实现，适合大量生产，该材料在生物荧光成像方面应用。

技术领域

本发明涉及一种复合荧光涂层材料，特别涉及一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着生命科学的发展，生物荧光成像技术以其破坏性小、灵敏度高、选择性好等优点，越来越受到关注。而荧光成像的发展受到荧光材料性能的制约，现今所使用的生物荧光材料存在基质与人体相容性差、激发能量高、荧光强度及荧光效率较低、稀土掺杂量大、制备工艺复杂，成本较高等问题。因此亟需开发一种新的荧光材料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料，发光强度高，稀土元素使用量少，荧光寿命长。

本发明的目的之二在于提供一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料的制备方法，制备工艺简单，易于推广。

本发明的目的之三在于提供所述稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料作为荧光探针材料在生物荧光成像方面的应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料，所述复合涂层材料由稀土掺杂羟基磷灰石溶胶和氧化钛溶胶混合制备得到；

稀土掺杂羟基磷灰石溶胶中的稀土元素采用钐；

稀土掺杂羟基磷灰石溶胶和氧化钛溶胶的体积比为2:1～1:2。

进一步，稀土掺杂羟基磷灰石溶胶中钐元素与钙元素的摩尔比为1：99～5：95。

进一步，稀土掺杂羟基磷灰石溶胶由钐盐、钙盐、磷酸氢二铵和柠檬酸三钠制备得到。

进一步，钐盐采用硝酸钐，钙盐采用硝酸钙。

进一步，氧化钛溶胶由钛酸丁酯和无水乙醇制备得到。

一种稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照体积比为2:1～1:2量取稀土掺杂羟基磷灰石溶胶和氧化钛溶胶；

(2)将稀土掺杂羟基磷灰石溶胶和氧化钛溶胶混合，搅拌后静置，得到稀土羟基磷灰石/氧化钛复合溶胶；

(3)将步骤(2)中得到的稀土羟基磷灰石/氧化钛复合溶胶在60～80℃下干燥，然后在500～800℃下煅烧处理，然后随炉冷却至室温，得到稀土掺杂羟基磷灰石/氧化钛复合荧光涂层材料。

进一步，稀土掺杂羟基磷灰石溶胶的制备过程具体为：

在室温下，将钙盐、钐盐和Na₃C₆H₅O₇·2H₂O在去离子水中混合溶解，调节pH值为9，得到溶液A；将(NH₄)₂HPO₄溶于去离子水中，配制成溶液B，并将溶液B滴加到溶液A中，持续搅拌4h，调节pH值为9，得到半透明稀土掺杂羟基磷灰石溶胶。

进一步，氧化钛溶胶的制备过程具体为：

在室温下，将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌2h，得到淡黄色透明氧化钛溶胶。