[发明专利]一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料和其在生物细胞成像材料制备中的用途

说明书

本申请涉及生物成像领域，尤其涉及一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料及其制备方法和其在生物细胞成像材料制备中的用途。一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料，该纳米晶的分子式为NaLuMo₂O₈：Yb/Tm/Ce/Eu@SiO₂@Au。通过在纳米晶表面依次包覆SiO₂和Au壳，使其获得良好的生物相容性以及改善荧光淬灭的问题，同时由于纳米金结构的表面等离激元能够进一步提高其荧光强度和发光效率，从而能够更好的应用于生物细胞成像领域。

技术领域

本申请涉及生物成像领域，尤其涉及一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料及其制备方法和其在生物细胞成像材料制备中的用途。

背景技术

稀土离子掺杂的上转换纳米荧光材料由于其广泛的应用前景而成为研究热点。尤其是在生物领域，如生物标记、多模态成像、光动力治疗、生物传感、分子检测等领域备受关注。基于镧系离子掺杂的上转换纳米荧光材料可以克服量子点、有机染等传统荧光材料的固有局限性，具有较高的信噪比和光稳定性，成为新一代荧光标记和光动力治疗的首选材料。制备稀土离子掺杂的上转换纳米荧光材料的方法有很多，其中常用的方法有高温固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法、金属有机物热解法等。其中，水热法合成的材料水溶性较强，可以减少材料的后处理过程，降低成本，可作为一种优选的合成方法。通过对材料进行表面改性可以拓宽材料的应用范围，增强应用效果。现有的上转换纳米荧光材料改性的方法存在步骤繁琐、设备要求高、操作复杂、耗时长等不足，因此开发一种操作简单、耗时短、成本低、环境友好、重复性好、具有普适性和规模化生产价值的制备上转换纳米异质结的方法具有重要价值。

近年来，人们发现贵金属（Au、Ag 等）的外部引用，对发光材料进行修饰，可以调节荧光，均增强了荧光强度和荧光效率。上转换发光纳米晶和纳米金壳因其各自具有的独特的光学性质，受到广泛欢迎。近年来上转换纳米晶@Au 核壳结构在纳米光子电子学领域成为了研究热点，在荧光医学成像及肿瘤治疗方面被认为是一种非常有前途的功能材料，由于纳米金表面等离子体共振（SPR）带附近激发下吸收能与晶格声子耦合放热的性质被应用于肿瘤光热治疗，另外，这种高 Z（Z=79）金属材料在X-Ray辐射下产生光生电子和俄歇电子的高线性能量传递可导致大量DNA双链结构破坏，从而使肿瘤细胞凋亡并防止因DNA自身修复而转移复发。同时，X射线辐射产生的自由基促进了活性氧的产生，进而破坏蛋白质和DNA导致细胞凋亡，因此纳米金材料特别是在生物医学成像和肿瘤诊疗等方面受到了极大的关注。目前，纳米金颗粒已经被安全的应用在生物医学领域，尽管其在体内可能并不完全消除，但其生物安全性已被广泛接受。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料，通过依次在纳米晶表面包覆SiO₂和Au壳，使其获得良好的生物相容性以及提高其荧光强度和发光效率，能更好的应用于生物细胞成像领域。

为了实现上述目的，本申请提供了以下的技术方案：

一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料，该纳米晶的分子式为NaLuMo₂O₈：Yb/Tm/Ce/Eu@SiO₂@Au。

优选，该纳米为核壳壳结构，由SiO₂和Au壳依次包覆NaLuMo₂O₈：Yb/Tm/Ce/Eu纳米晶构成。

优选，NaLuMo₂O₈：Yb/Tm/Ce/Eu@SiO₂@Au纳米晶的分子式为NaLuMo₂O₈：10Yb/0.5Tm/20Ce/5Eu@SiO₂@Au。

进一步，本申请提供了一种稀土掺杂纳米晶@Au壳复合材料的制备方法，该方法包括以下的步骤：