一种基于配体氧化的油酸封端上转换纳米颗粒的亲水性修饰方法技术

本发明专利技术公开了以一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米材料的亲水性修饰方法，在含有上转换发光纳米颗粒的环己烷与丙酮混合有机溶液和高锰酸钾与高碘酸钠水溶液的交界面利用高锰酸钾的强氧化性将上转换发光纳米颗粒表面的油酸配体氧化成为壬二酸，从而使得原本具有疏水性的纳米颗粒转变具有亲水性，氧化过程中高碘酸钠抑制形成锰酸根离子的同时提高了高锰酸根离子的利用效率，而丙酮则有利于最终获得浅色的亲水性上转换发光纳米颗粒。于最终获得浅色的亲水性上转换发光纳米颗粒。于最终获得浅色的亲水性上转换发光纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
一种基于配体氧化的油酸封端上转换纳米颗粒的亲水性修饰方法


[0001]本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法。

技术介绍

[0002]上转换发光材料因其独特的发光特性，在生物成像、荧光标记、温度传感、生物探针、生物传感等领域有着广泛的应用前景，但是由于高质量的上转换发光纳米颗粒的制备多涉及高温溶剂热法制备工艺，使用这种方法制备得到的纳米颗粒被油酸封端具有疏水性，而对疏水性纳米颗粒进行亲水性修饰是生物应用的前提条件。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，使得由高温溶剂热法合成得到的油酸封端的疏水性上转换发光纳米颗粒具备亲水性，从而进一步增加上转换发光纳米颗粒的生物应用范围。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，所述修饰方法包括以下步骤：（1）三颈烧瓶中加入氯化稀土、十八烯（ODE），油酸（OA），搅拌状态下升温至160℃，反应40min后，降至室温加入氟化钠，室温状态下搅拌20min后升温至310℃，反应30min后，降至室温，离心分离，将离心物分散在环己烷中，得到纳米颗粒的胶体溶液；（2）烧杯A中加入步骤（1）中得到的上转换发光纳米颗粒胶体溶液，搅拌状态下加入丙酮；（3）烧杯B中加入高锰酸钾和高碘酸钠，加入去离子水搅拌至固体完全溶解；（4）将烧杯B中的溶液滴加入烧杯A中，室温下，搅拌24h后，用去离子水洗涤两次，并将离心物分散在10mL去离子水中，得到上转换发光纳米颗粒的水溶液后，可在此基础上开展生物应用。
[0005]进一步地，所述步骤（1）中，氯化稀土的成分为：GdCl3、YbCl3、ErCl3，摩尔质量比为：40:9:1。
[0006]进一步地，所述步骤（1）中，OA和ODE的用量各为8mL。
[0007]进一步地，所述步骤（1）中，氟化钠与稀土的摩尔质量比为：5:1。
[0008]进一步地，所述步骤（1）中，离心分离时离心机转速应设置为8200rpm。
[0009]进一步地，所述步骤（2）中，丙酮和环己烷的体积比为：1:1。
[0010]进一步地，所述步骤（2）中，搅拌状态下的转速设置为：520rpm。
[0011]进一步地，所述步骤（3）中，高锰酸钾和高碘酸钠的用量分的质量比为：1:12.5。
[0012]进一步地，所述步骤（4）中，将烧杯B中的溶液加入到烧杯A中时，必须采用缓慢滴
加的方式。
[0013]进一步地，所述步骤（4）中，将烧杯B中的溶液加入到烧杯A中后，搅拌反应时长为24h。
[0014]进一步地，所述步骤（4）中，将烧杯B中的溶液加入到烧杯A中后，搅拌反应环境温度为23℃。
[0015]进一步地，所述步骤（4）中，将烧杯B中的溶液加入到烧杯A中后，搅拌转速应设置为520rpm。
[0016]进一步地，所述步骤（4）中，离心分离时，离心机转速应设置为：4000rpm。
[0017]本专利技术提供了一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，通过该方法对上转换发光纳米颗粒做亲水性修饰后，使得原本具有疏水性的上转换发光纳米颗粒具备极其优越的亲水性，从而可在此基础上展开上转换发光纳米颗粒的生物应用。
[0018]本专利技术的技术构思为：配体氧化的实现主要是利用高锰酸钾的强氧化性，高锰酸钾将上转换发光纳米颗粒表面的油酸配体氧化成为壬二酸，从而使得油酸封端的疏水性上转换发光纳米颗粒具备亲水性；在此过程中，高锰酸根离子会被还原成为锰酸根离子，而锰酸酸根离子的氧化性相较于高锰酸根离子较弱，因此反应体系中需要加入高碘酸钠从而实现抑制锰酸根离子的形成的同时能够加强高锰酸根离子的重复利用；另外，高猛酸根离子的含量直接决定了整个氧化过程的氧化速度，理论上而言，高锰酸钾用量越大，反应速度越快，但是如果高锰酸钾用量过大，且此时高碘酸钠的含量不足一直锰酸根离子的形成，此时反而会降低上转换发光纳米颗粒表面油酸配体的氧化速度，因此要求体系中高碘酸钠的含量应远远大于高锰酸钾。
[0019]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果表现在：（1）本专利技术提供了一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，该方法可获得亲水性及其优越的上转换发光纳米颗粒。
[0020]（2）本专利技术提供了一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，相较于常规的配体氧化方法，本专利技术加大高锰酸钾的用量能大大提升了油酸配体的氧化速度，仅需要氧化24h即可。
[0021]（3）本专利技术提供了一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，本专利技术中油酸封端的上转换发光纳米颗粒在氧化前被分散在环己烷和丙酮组成的混合有机溶剂中，相较于常规的配体氧化方法，本专利技术能够获得颜色较浅的而非棕黑色的上转换发光纳米颗粒水溶液。
附图说明
[0022]图1是配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法的氧化过程。
[0023]图2是油酸封端上转换发光纳米颗粒的投射电镜照片。
[0024]图3是油酸封端上转换发光纳米颗粒经配体氧化后的在水溶液中的发光光谱。
具体实施方式
[0025]以下结合实例对本专利技术进行详细描述，但本专利技术不限于这些实施例。
[0026]实施例1：（1）上转换发光材料的制备：三颈烧瓶中加入0.08mmol GdCl3、0.018mmol YbCl3、0.002mmol ErCl3、8mL ODE，8mL OA，搅拌状态下升温至160℃，反应40min后，降至室温加入0.5mmol氟化钠，室温状态下搅拌20min后升温至310℃，反应30min后，降至室温，离心分离，将0.1g离心物分散在20mL环己烷中，得到纳米颗粒的胶体溶液。
[0027]（2）上转换发光纳米颗粒在混合有机溶剂中分散：烧杯A中加入步骤（1）中得到的上转换发光纳米颗粒胶体溶液，转速为520rpm的搅拌状态下加入20mL丙酮。
[0028]（3）氧化溶液配制：烧杯B中加入40mg高锰酸钾和500mg高碘酸钠，加入20mL去离子水搅拌至固体完全溶解。
[0029]（4）得到上转换发光纳米颗粒的水溶液：将烧杯B中的溶液缓慢滴加入烧杯A中，室温下，搅拌24h后，用去离子水洗涤两次，并将离心物分散在10mL去离子水中，得到上转换发光纳米颗粒的水溶液。
[0030]实施例2：（1）上转换发光材料的制备：三颈烧瓶中加入0.12mmol GdCl3、0.027mmol YbCl3、0.003mmol ErCl3、8mL ODE，8mL OA，搅拌状态下升温至160℃，反应40min后，降至室温加入0.7mmol氟化钠，室温状态下搅拌20min后升温至310℃，反应30min后，降至室温，离心分离，将0.1g离心物分散在40mL环己烷中，得到纳米颗粒的胶体溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，其特征在于，所述修饰方法包括以下步骤：（1）三颈烧瓶中加入氯化稀土、十八烯（ODE），油酸（OA），搅拌状态下升温至160℃，反应40min后，降至室温加入氟化钠，室温状态下搅拌20min后升温至310℃，反应30min后，降至室温，离心分离，将离心物分散在环己烷中，得到纳米颗粒的胶体溶液；（2）烧杯A中加入步骤（1）中得到的上转换发光纳米颗粒胶体溶液，搅拌状态下加入丙酮；（3）烧杯B中加入高锰酸钾和高碘酸钠，加入去离子水搅拌至固体完全溶解；（4）将烧杯B中的溶液滴加入烧杯A中，室温下，搅拌24h后，用去离子水洗涤两次，并将离心物分散在10mL去离子水中，得到上转换发光纳米颗粒的水溶液后，可在此基础上开展生物应用。2.根据权利要求1所述一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，其特征在于，所述步骤（2）中，丙酮和环己烷的体积比为：1:1。3.根据权利要求1所述一种基于配体氧化的油酸封端上转换发光纳米颗粒的亲水性修饰方法，其特征在于，所述步骤（2）中，搅拌状态下的转速设置为：520rpm。4.根据权利要求1所述一种基于配体氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云新，徐姚，吴笑峰，占世平，王葡金，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：