一种近红外长余辉荧光粉及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种近红外长余辉荧光粉，其基体材料为ZnZAlYSiXO（Z+1.5Y+2X）或ZnZAlYGeXO（Z+1.5Y+2X）或ZnZGaYSiXO（Z+1.5Y+2X），其中，1≤X≤5,1≤Y≤5,1≤Z≤5；基体材料中掺杂0.001～5mol%的Cr3+和0.001～20mol%的M，其中M为碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素中的一种或者两种。本发明专利技术还公开了上述近红外长余辉荧光粉的制备方法。本发明专利技术制备的近红外荧光粉，可以在可见光下激发，并且余晖时间大于120h，并且同时具备光激励发光特性，可以很好的用于生物成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光粉，特别涉及
技术介绍
光学成像以光子作为信息源，代表了一个快速延伸的领域并被直接应用于药理学、分子细胞生物学和诊断学。但是这种技术仍然存在许多局限性，尤其是在体内光照时产生的组织自发荧光和在短波激发光照射下的弱的组织渗透性。为了克服这些困难，科学家研究了一系列无机发光材料，发射光是在近红外区域(N I R)，分子发射近红外光(700 1000 n m)，可以用于活体分子目标的探测，因为生物体血液和组织在这个波长范围内内是相对透明的，从而减少了体内背景干扰造成的难题。但是由于不少荧光材料的激发光都是位于短波长区域，这样就既不便于激发荧光材料，更不便于观察现象。因此有不少的研究人员提出用近红外的长余辉材料来替代普通的荧光材料，从而实现在体外激发，注射到体内之后仍然存在的余辉依然可以用来做生物的荧光标记。近红外荧光标记物由于其发光位于近红外光区，而生物分子在该光区没有发光，没有光谱重叠造成的干扰，检测背景较低，近红外荧光标记物可使用较短波长的可见光或近紫外光激发，光谱的斯托克斯位移大，这有助于避免激发光散射的影响从而获得较高的灵敏度，此外，生物活体组织中的成份对近外光吸收很少，近红外光在生物组织中穿透深度大，可以在深层组织产生光信号，而对组织本身几乎没有影响，这有助于获得更多生物体的信息，因此，近红外荧光标记物成为当前一个研究热点。长余辉材料用作成像，可以很好的去除非特异性成像特来的背底。以前的长余辉材料主要集中在可见光区域，用作夜视材料。近红外区域的长余辉材料发展及其缓慢，进而限制了长余辉材料在生物成像方面的应用。因此大力发展近红外长余辉材料才能进一步促进医学成像、肿瘤治疗等的发展。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的之一在于提供一种近红外长余辉荧光粉。此荧光粉可以在可见光下激发，发射出700nm的近红外光，并且余晖时间大于120h。并且这种材料同时具备光激励发光特性，可以很好的用于生物成像。本专利技术的目的之二在于供上述一种近红外长余辉荧光粉的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:一种近红外长余辉荧光粉，其基体材料为ZnzAlYSix0(z+1.5Y+2x>sK ZnzAlyGexO (z+1.5Υ+2χ)或ZnzGaySixO (ζ+15Υ+2)0，其中，1≤X≤5，1≤Y≤5，1≤Z≤5 ;基体材料中掺杂0.001 5mol%的Cr3+和0.001 20mol%的M,其中M为碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素中的一种或者两种。以ZnzAlYSix0 (z+1.5Υ+2Χ)为基体材料的近红外长余辉荧光粉的制备方法如下:(1)称量物料:分别称取含锌、铝、硅、铬的化合物；从含碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素的化合物中选取一种或者两种为原料，并称量；(2)物料经研磨混匀后在900 1000°C预烧I 3小时后取出，再次研磨后，于1250 1450°C烧制2 5小时。以ZnzAlYGex0 (ζ+1.5Υ+2Χ)为基体材料的近红外长余辉荧光粉的制备方法如下:(I)称量物料:分别称取含锌、铝、锗、铬的化合物；从含碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素的化合物中选取一种或者两种为原料，并称量；(2)物料经研磨混匀后在900 1000°C预烧I 3小时后取出，再次研磨后，于1150 1250°C烧制2 5小时。以ZnzGaYSix0 (z+1.5Y+2X)为基体材料的近红外长余辉荧光粉的制备方法如下:(I)称量物料:分别称取含锌、镓、硅、铬的化合物；从含碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素的化合物中选取一种或者两种为原料，并称量；(2)物料经研磨混匀后在900 1000°C预烧I 3小时后取出，再次研磨后，于1250 1450°C烧制2 5小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果:本专利技术的一种近红外长余辉荧光粉，可以在可见光下激发，发射出700nm的近红外光，并且余晖时间大于120h，并且这种材料同时具备光激励发光特性，可以很好的用于生物成像。附图说明图1为本专利技术的实施例1制备的样品的荧光光谱及激发光谱。 图2为本专利技术的实施例1制备的样品的长余辉发光衰减光谱。图3为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置十分钟的余晖发光成像图。图4为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置一小时的余晖发光成像图。图5为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置十二小时的余晖发光成像图。图6为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置二十四小时的余晖发光成像图。图7为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置四十八小时的余晖发光成像图。图8为本专利技术的实施例1制备的样品经激发后黑暗处放置一百二十小时的余晖发光成像图。图9为本专利技术的实施例1制备的样品的长余辉激发光谱。图10为本专利技术的实施例1制备的样品的光激励发光光谱(样品放置10小时后，激发波长980nm，功率1.2W)。图11为本专利技术的实施例1制备的样品的光激励发光衰减光谱(样品放置10小时后，监测波长698nm，激发波长980nm，功率1.2W)。图12为本专利技术的实施例1制备的样品的光激励发光光谱(样品放置10小时后，激发波长808nm，功率0.5W)。图13为本专利技术的实施例1制备的样品的光激励发光衰减光谱(样品放置10小时后，监测波长698nm，激发波长808nm，功率0.5W)。具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例的近红外长余辉荧光粉的制备方法:按照以下成分:基体为ZnzGaYSix0 (.1+1.5Y+2X) ;其中，χ=1, Y=2, Ζ=3,掺杂元素为Sr及Cr ；Sr2+的掺杂量为5mol%，Cr3+离子的掺杂量为0.1mo 1% ;分别称取氧化锌、氧化镓、氧化硅、氧化铬，碳酸锶，经研磨 混匀后在IOOiTC预烧2小时后取出，再次研磨后，于1350°C烧制3小时。本实施例制备的近红外长余辉荧光粉的荧光光谱如图1所示，在290nm激发下发出了 698nm的发光，698nm的发光对应着4个激发峰，分别是290nm、320nm、400nm、515nm。图2显示了本实施例制备的样品在太阳光下照射10分钟后，并停止激发后一小时的余辉衰减情况，指数衰减的曲线显示了陷阱的捕捉机制。称取1.5g的本实施例制备的近红外长余辉荧光粉压制成直径Icm的圆片，将圆片放置到成像设备中观察。图3-图8显示了本专利技术制备的圆片样品经太阳光激发10分钟后，分别于黑暗处放置十分钟、一小时、十二小时、二十四小时、四十八小时、一百二十小时的余晖发光成像图，显示了此种材料具有优良的长余辉特性。图9是本专利技术的圆片样品的长余辉激发光谱，显示了此种材料可以经可见光激发产生长余辉。图10显示了经过10小时后，本实施例制备的近红外长余辉荧光粉的光激励发光光谱，在980nm激光激发下得到了位于698nm的光激励发光峰。图11显示了用980nm激光照射本实施例制备的近红外长余辉荧光粉后得到的光激励发光衰减光谱，起先样品发光已经很弱，On表示激光器开启的瞬间，off表示激光器关闭的瞬间；698nm发光重现，强度较大，但是随着照射时间的增长，衰减也比较快，此时关闭激发光源后，展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外长余辉荧光粉，其特征在于，其基体材料为ZnZAlYSiXO（Z+1.5Y+2X）或ZnZAlYGeXO（Z+1.5Y+2X）或ZnZGaYSiXO（Z+1.5Y+2X），其中，1≤X≤5,1≤Y≤5,1≤Z≤5；基体材料中掺杂0.001～5mol%的Cr3+和0.001～20mol%的M，其中M为碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素中的一种或者两种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，董国平，邱建荣，马志军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：