一种DHCA修饰的上转换发光纳米材料的制备方法及其检测溶液和细胞温度的方法技术

本发明专利技术属于上转换发光纳米材料技术领域，具体涉及一种DHCA修饰的上转换发光纳米材料的制备方法及其检测溶液和细胞温度的方法。该方法包括以下步骤：先制备油酸包覆的Yb、Er和Tm共掺杂的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒子，再将油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒子溶于三氯甲烷中，并将得到的上转换纳米粒子三氯甲烷溶液与DHCA四氢呋喃溶液混合，搅拌，然后将得到的反应产物进行离心，得到DHCA修饰的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料。纳米核壳结构材料。纳米核壳结构材料。

【技术实现步骤摘要】
一种DHCA修饰的上转换发光纳米材料的制备方法及其检测溶液和细胞温度的方法


[0001]本专利技术属于上转换发光纳米材料
，具体涉及一种DHCA修饰的上转换发光 纳米材料的制备方法和其检测溶液和细胞温度的方法。

技术介绍

[0002]发光纳米测温作为一种新型的亚微米热读数方法，由于其在纳米尺度上具有很强的 温度依赖性而引起了人们的广泛关注，由于其高分辨率、高灵敏度和无创性，在生物、 热力学和纳米医学等领域得到了广泛的应用。纳米测温可以通过非接触和无创发光生物 成像提供生物体内的温度测量。然而，复杂组织中的吸收和散射限制了信号穿透深度， 并由于体内不同位置的变化而造成误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种DHCA修饰的上转换发光纳 米材料的制备方法及其检测溶液和细胞温度的方法，为了最小化由于体内不同位置的变 化而造成的误差，并在体内监测温度，本专利技术通过在上转换发光纳米材料中掺杂Er和掺 杂Tm，并经过DHCA进行修饰，制备出一种不同波长双发射比率型上转换发光纳米温 度传感器，比率信号由525nm和812nm波长处的上转换发射强度之比构成，由于上转换 发光过程中有光子的参与，使得上转换发光具有优异的温度依赖性，同时结合具有快速 阵列检测和高空间分辨率、高通量的图像定量分析方法，使其成为纳米温度计的合适材 料，该方法为纳米测温技术提供了一种无创的、灵敏度高、响应速度快的细胞温度检测 方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种DHCA修饰的上转换发光纳米材料 的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0005](1)制备以油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子为内核，在所述 内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层，且在所述第一壳层外包裹有NaYF4第 二壳层的油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒 子；
[0006](2)将所述油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转 换纳米粒子溶于三氯甲烷中，并将得到的上转换纳米粒子三氯甲烷溶液与DHCA四氢呋 喃溶液混合，搅拌，然后将得到的反应产物进行离心，得到DHCA修饰的 NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料。
[0007]优选地，所述步骤(1)包括以下步骤：1)将含有醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、油酸、 1
‑
十八烯、NH4F和NaOH的溶液混合，采用共沉淀法进行反应，得到油酸包覆的掺杂有 Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核；
[0008]2)将油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核环己烷溶液与含有 醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、油酸、1
‑
十八烯、NH4F和NaOH的混合溶液混合，采用共沉 淀法进行反应，得到油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换 纳米粒子；
述醋酸钇的摩尔量与所述1
‑
十八烯的体积的用量比为1mmol：17.0
‑
18.0mL。
[0022]优选地，所述NH4F甲醇溶液的浓度为0.30
‑
0.50mmol/L；所述NaOH甲醇溶液的浓 度为0.90
‑
1.10mmol/L。
[0023]优选地，所述油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换纳 米粒子环己烷溶液的浓度为30
‑
50mg/mL。
[0024]优选地，步骤(2)中，所述油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳 米核壳结构上转换纳米粒子的重量与所述三氯甲烷的体积的用量比为1mg：0.05
‑
0.20mL。
[0025]优选地，所述油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转 换纳米粒子与DHCA的用量的重量比为1：2
‑
3。
[0026]优选地，所述DHCA四氢呋喃溶液的浓度为0.01
‑
0.03g/mL。
[0027]优选地，步骤(2)中，所述搅拌的条件包括：搅拌温度为45
‑
47℃；搅拌时间为12
‑
13h， 搅拌速度为300
‑
700rpm/min。
[0028]优选地，步骤(2)中，所述离心使用的试剂包括沉淀剂和纯化剂，所述反应产物的 重量与所述沉淀剂的体积的用量比为1mg：0.020
‑
0.030mL，所述沉淀剂与所述纯化剂的 用量的体积比为1：2
‑
5；更优选地，所述沉淀剂为乙醇，所述纯化剂为N,N
‑
二甲基甲酰 胺。
[0029]本专利技术第二方面提供了一种采用本专利技术所述方法制备得到的经过DHCA修饰的 NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料检测水溶液温度的方法，该方 法包括：将DHCA修饰的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料水溶 液置于25
‑
70℃的恒温条件下，利用荧光光谱仪在980nm激光激发下成像，得到525nm 和812nm波长处的发光强度I
525
和I
812
的比值与温度之间的线性关系，所述线性关系如 式(1)所示，式(1)的R2＝0.99，
[0030]Ln(I
525
/I
812
)＝
‑
2.28819
‑
0.31825
×
(1/T)式
ꢀꢀꢀ
(1)。
[0031]优选地，所述恒温条件的时间≥10min。更优选地，所述恒温条件的时间为10
‑
15min。
[0032]优选地，所述DHCA修饰的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材 料水溶液的浓度为1
‑
1.25mg/mL。
[0033]本专利技术第三方面提供了一种采用本专利技术所述方法制备得到的经过DHCA修饰的 NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料检测水溶液温度的方法，该方 法包括：将DHCA修饰的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料水溶 液置于30
‑
60℃的恒温条件下，利用全内反射成像平台在980nm激光激发下成像，得到 525nm和812nm波长处发光强度的比值与温度之间的线性关系，所述线性关系如式(2) 所示，式(2)的R2＝0.99，
[0034]Ln(I
525
/I
812
)＝3.0681本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DHCA修饰的上转换发光纳米材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)制备以油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子为内核，在所述内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层，且在所述第一壳层外包裹有NaYF4第二壳层的油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒子；(2)将所述油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒子溶于三氯甲烷中，并将得到的上转换纳米粒子三氯甲烷溶液与DHCA四氢呋喃溶液混合，搅拌，然后将得到的反应产物进行离心，得到DHCA修饰的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：1)将含有醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、油酸、1
‑
十八烯、NH4F和NaOH的溶液混合，采用共沉淀法进行反应，得到油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核；2)将油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核环己烷溶液与含有醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、油酸、1
‑
十八烯、NH4F和NaOH的混合溶液混合，采用共沉淀法进行反应，得到油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换纳米粒子；3)将油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换纳米粒子环己烷溶液与含有醋酸钇、油酸、1
‑
十八烯、NH4F和NaOH的混合溶液混合，采用共沉淀法进行反应，得到油酸包覆的NaGdF4:Yb,Er@NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4纳米核壳结构上转换纳米粒子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)包括以下步骤：将含有醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、油酸和1
‑
十八烯的混合溶液混合后，加热升温至150
‑
180℃保持40
‑
60min；降温至50
‑
55℃后分别加入NH4F甲醇溶液和NaOH甲醇溶液，在50
‑
55℃下保持30
‑
40min，然后升温至100
‑
120℃保持20
‑
40min；然后在真空条件下通入惰性气体，并升温至280
‑
320℃保持50
‑
80min，反应结束后将反应产物进行离心，并将得到的固体部分溶解、洗涤，得到油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核；优选地，所述醋酸钆、醋酸铒、醋酸镱、NH4F和NaOH的用量的摩尔比为45
‑
55：1：44
‑
54：300
‑
360：20
‑
30；优选地，所述醋酸铒的摩尔量与所述油酸的体积的用量比为1mmol：900
‑
1100mL；所述醋酸铒的摩尔量与所述1
‑
十八烯的体积的用量比为1mmol：1400
‑
1600mL；优选地，所述NH4F甲醇溶液的浓度为0.30
‑
0.50mol/L；所述NaOH甲醇溶液的浓度为0.90
‑
1.10mol/L。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：将含有醋酸钆、醋酸镱、醋酸铥、油酸和1
‑
十八烯的混合溶液混合，加热升温至150
‑
180℃保持40
‑
60min；降温至50
‑
55℃后分别加入NH4F甲醇溶液、NaOH甲醇溶液和油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核环己烷溶液，在50
‑
55℃下保持30
‑
40min，然后升温至100
‑
120℃保持20
‑
40min；然后在真空条件下通入惰性气体，并升温至280
‑
320℃保持50
‑
80min，反应结束后将反应产物进行离心，并将得到的固体部分溶解、洗涤，得到油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换纳米粒子；优选地，醋酸钆、醋酸镱、醋酸铥、NH4F和NaOH的用量的摩尔比为45
‑
55：44
‑
54：1：300
‑
360：20
‑
30；
优选地，所述醋酸铥的摩尔量与所述油酸的体积的用量比为1mmol：900
‑
1100mL；所述醋酸铥的摩尔量与所述1
‑
十八烯的体积的用量比为1mmol：1400
‑
1600mL；优选地，所述NH4F甲醇溶液的浓度为0.30
‑
0.50mol/L；所述NaOH甲醇溶液的浓度为0.90
‑
1.10mol/L；所述油酸包覆的掺杂有Yb和Er的NaGdF4上转换纳米粒子内核环己烷溶液的浓度为30
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50mg/mL。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：将含有醋酸钇、油酸和1
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十八烯的混合溶液混合，加热升温至150
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180℃保持40
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60min；降温至50
‑
55℃后分别加入NH4F甲醇溶液、NaOH甲醇溶液和油酸包覆的内核外包裹有掺杂Yb和Tm的NaGdF4第一壳层上转换纳米粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红旗，叶鑫鸿，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：