[发明专利]一种具有外层MOF结构的上转换纳米材料及其制备和用途

说明书

本发明属于上转换发光材料的技术领域，公开了一种具有外层MOF结构的上转换纳米材料及其制备和用途。所述上转换纳米材料是以NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺为核心，由内至外：第一外层为NaYF₄:Yb³⁺，第二外层为NaNdF₄:Yb³⁺，最外层为MOF结构，四层组装的纳米颗粒。本发明还公开了上转换纳米材料的制备方法。本发明的上转换纳米材料能将＞980nm近红外光上转换为＜400nm的紫外光，提高了光子利用率和强度；用作肿瘤成像剂，具有近红外下良好成像能力。

技术领域

本发明属于上转换发光材料领域，具体涉及一种具有外层MOF结构的上转换纳米材料及其制备方法与作为荧光成像剂的应用。

背景技术

医学成像剂有放射性成像剂、光声成像剂等多种。光声成像剂是一种非浸入性的安全成像剂，因而倍受青睐。光声成像分子包括内源性生色团和外源性造影剂两类。内源性生色团主要包括血红蛋白、黑色素、水和脂质等。外源性造影剂需要人工合成，其靶向性的外源性分子探针或特异性造影剂，可检测到相应肿瘤分子标志物或异常代谢功能。利用光声分子造影剂可实现功能成像，具有重要的临床意义，也是目前研究的热点。

目前造影剂主要有小分子有机染料、贵金属纳米颗粒、碳纳米材料等，除了安全性不确定以外，还存在吸光系数低、光稳定性差、低量子产率和在近红外光区无吸收等缺点。因为只有近红外光对组织的穿透力强，适合于人体深部组织的成像。因此，设计制备具有良好生物相容性且对近红外有良好吸收的材料，在肿瘤等疾病的诊断上具有重要的应用价值。

上转换材料具有良好的生物相容性和对近红外光的吸收性能，以NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺为代表的稀土掺杂的上转换颗粒，可以吸收980nm的近红外光，并上转换为可见光。但对更长波长的近红外光吸光能力弱，且转光效率和荧光量子产率低，不能将近红外光转换为紫外光(400nm)。

利用稀土金属的性能进行定位组装，制备具有MOF结构的高转光效率和荧光量子产率且能将近红外光转为紫外光的上转换纳米材料的方法未见报道。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种具有外层MOF结构的上转换纳米材料。

本发明的另一目的在于提供上述一种具有外层MOF结构的上转换纳米材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述具有外层MOF结构的上转换纳米材料的应用。所述上转换纳米材料作为荧光成像剂的应用，特别是肿瘤成像剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种上转换纳米材料是以NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺为核心，由内至外：第一外层为NaYF₄:Yb³⁺，第二外层为NaNdF₄:Yb³⁺，最外层为MOF结构的四层组装的纳米颗粒。

所述MOF结构为ZIF-8。

NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺中Yb为0.5～5％，Tm为0.05～0.25％；(百分数表示Yb的用量为NaYF₄摩尔量的0.5～5％，Tm的用量为NaYF₄摩尔量的为0.05～0.25％)

NaYF₄:Yb³⁺中Yb为0.5～5％；

NaNdF₄:Yb³⁺中Yb为0.5～5％。