一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料及其制备方法技术

一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料及其制备方法属于无机发光材料领域。其分子式为NaLuF4:Gd,Tm，该荧光探针的优点是在X射线激发下会发射较强的800nm的近红外光，由于X射线具有很强的穿透性能，以及近红外光的生物透过性能，该荧光探针材料在生物成像与分析领域具有广阔的应用前景。采用Gd

【技术实现步骤摘要】
一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于无机发光材料领域，具体涉及一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料。

技术介绍

[0002]随荧光探针具有响应迅速，高空间分辨率，非接触测量等优势，在生物成像、离子检测及光动力治疗等领域具有广阔的应用前景。常规的荧光探针主要利用上转换过程利用其可见光作为信号进行探测，激发光通常为980nm，然而可见光容易被生物组织吸收和散射，因此穿透深度非常有限；另外水分子在980nm有强烈的吸收，长时间照射容易引起局部损伤。因此发展新的荧光探针材料具有重要的科学意义。
[0003]X射线光子在生物组织中具有更好的穿透性，可以被深层的生物组织进行探测，适当剂量的X射线在医学应用中的安全性已被临床广泛的接受。另外，与可见光相比，近红外光在生物组织中有更强的穿透能力，因此可以显著提升信号强度。基于以上考虑，利用X射线作为激发光可解决激发光穿透深度，生物荧光背景及热效应问题，通过掺杂合适的激活离子并调控激活离子在近红外区的发光强度，可以用于更深层的生物检测及成像。综上，发展X射线激发近红外发射的荧光探针材料具有非常重要的应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种在X射线激发下能够发射较强近红外光的荧光探针材料。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采取的的技术方案是：一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，其分子式为NaLuF4:Gd,Tm。
[0006]作为优选，采用氟化物为基质且利用Gd
3+<br/>离子来调控Tm
3+
离子位于800nm的近红外发光强度。
[0007]一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)按摩尔比将10
‑
20％的NaOH，20
‑
30％的油酸，20
‑
30％的乙醇在室温下充分搅拌，得到白色粘稠溶液。
[0009](2)磁力搅拌条件下，按摩尔比在(1)中加入5
‑
15％的NaF和15
‑
20％的去离子水，搅拌至半透明溶液。
[0010](3)按摩尔比将55
‑
80％Lu(NO3)3，10
‑
30％Gd(NO3)3，0.1
‑
3％Tm(NO3)3和70
‑
85％去离子水加入到(2)中，磁力搅拌一段时间。
[0011](4)将(3)中的混合溶液转移到反应釜中，在200
‑
230℃保温，冷却后经乙醇和环己烷清洗，离心后即得最终产物。
[0012]7.根据权利要求3中所述的一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中保温时间为8
‑
15小时。
[0013]作为优选，步骤(1)中的搅拌时间为30
‑
60分钟。
[0014]作为优选，步骤(2)中搅拌时间为30
‑
60分钟。
[0015]作为优选，步骤(3)中搅拌时间为60
‑
90分钟。
[0016]作为优选，步骤(4)中保温时间为8
‑
15小时。
[0017]采用上述技术方案的一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，在X射线激发下NaLuF4:Gd,Tm可以发射较强的800nm近红外光(3H4→3H6)。在NaLuF4:Gd,Tm体系中，由于Gd离子的6I
7/2
能级与Tm离子3P1/3P0能级匹配，建立Gd
‑
Tm两个离子之间高校的能量传递过程，与为掺杂Gd
3+
离子的NaLuF4:Tm相比，NaLuF4:Gd,Tm在800nm的发光可以提高4
‑
5倍。由于X射线具有超强的穿透能力，以及较强的近红外发光能力，因此该探针材料用于生物深层组织的成像分析。本专利技术的优点包括：(1)合成方法简单，易于操作；(2)采用Gd
3+
离子来调节Tm离子的晶体场环境可以大幅度提高其近红外发光性能，从而实现高灵敏生物成像和检测应用。
附图说明
[0018]图1实施例1和实施例2中NaLuF4:Gd,Tm的X射线衍射图；
[0019]图2实施例2NaLuF4:Gd,Tm在X射线激发下的近红外发光光谱图；
[0020]图3实施例1和实施例2样品在X射线激发下，Gd
3+
离子向Tm
3+
离子能量传递及近红外发光示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利做进一步的说明。
[0022]实施例1
[0023]一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，分子式为NaLuF4:Gd,Tm。
[0024]一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料的制备方法，包括如下步骤：(1)氢氧化钠17.5mmol，油酸25mmol和乙醇10ml在室温下充分混合，搅拌45分钟，得到白色粘稠溶液；(2)磁力搅拌条件下，在(1)中加入氟化钠7mmol和去离子水12ml，搅拌30分钟；(3)按摩尔比将硝酸镥0.84mmol，硝酸钆0.24mmol，硝酸铥0.0075mmol和2ml去离子水加入到(2)中，磁力搅拌75分钟；(4)将(3)中的混合溶液转移到反应釜中，在230℃保温10小时，冷却后经乙醇和环己烷清洗，离心后即得最终产物。
[0025]图1为实施例1和实施例2样品的X射线衍射图谱，从图中可以看出，两个样品的衍射峰与NaYF4的PDF标准卡片(JCPDF:16
‑
0334)一致，为纯的六方NaYF4相，没有杂质，可以说明两个实施例中的样品已经成功制备。图2为实施例2中的NaLuF4:Gd,Tm样品和NaLuF4:Gd样品以及NaLuF4:Tm样品在X射线激发下的近红外发光光谱图，从图中可以看出，在Gd
3+
离子单掺条件下，NaLuF4:Gd样品在800nm的近红外发光区并不发光，NaLuF4:Tm样品在近红外区鹅的发光强度较弱，而当Gd
3+
离子和Tm
3+
离子共掺时，NaLuF4:Gd,Tm样品的发光强度是NaLuF4:Tm样品的4.2倍，由此可以说明，Gd
3+
离子的掺杂，可以显著提高样品的近红外发光强度。
[0026]实施例2
[0027]一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，分子式为NaLuF4:Gd,Tm。
[0028]一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料的制备方法，包括如下步骤：(1)氢氧化钠15.5mmol，油酸28mmol和乙醇12ml在室温下充分混合，搅拌60分钟，得到白色粘稠溶液；(2)磁力搅拌条件下，在(1)中加入氟化钠9mmol和去离子水16ml，搅拌50分钟；(3)按摩尔比将硝酸镥0.74mmol，硝酸钆0.30mmol，硝酸铥0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，其特征在于分子式为NaLuF4:Gd,Tm，原材料摩尔比为：Gd(NO3)3占10
‑
35％，Lu(NO3)3占60
‑
80％，Tm(NO3)3占0.1
‑
3％，NaOH占40
‑
60％，NaF占20
‑
30％。2.根据权利要求1所述的一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料，其特征在于采用氟化物为基质并利用Gd
3+
离子来调控发光离子的近红外发光强度。3.根据权利要求1所述的一种X射线激发近红外发射的荧光探针材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按摩尔比将10
‑
20％的NaOH，20
‑
30％的油酸，20
‑
30％的乙醇在室温下充分搅拌，得到白色粘稠溶液；(2)磁力搅拌条件下，按摩尔比在(1)中加入5
‑
15％的NaF和15
‑
20％的去离子水，搅拌至半透明溶液；(3)按摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，李登豪，徐时清，白功勋，雷磊，王焕平，张军杰，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：