一种水溶性稀土掺杂纳米晶体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种水溶性稀±渗杂纳米晶体及其制备方法和应用，属于化学发光材 料技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着生物分析科学和生物工程技术的发展，如何实现复杂生物体系中待测组分的 快速高灵敏检测已经显得越来越重要。然而，实际过程中来自生物组织的背景干扰往往严 重影响检测的灵敏度和结果的准确性。基于长巧光寿命的稀±巧光配合物而建立的时间分 辨巧光分析技术，由于可有效消除待测体系本体的背景干扰，已经应用于临床检测和生物 化学分析等领域。但是，传统的基于稀±配合物的巧光探针，其制备过程复杂、巧光稳定性 差、巧光量子产率低，运些缺点在一定程度上限制了其更为广泛的应用。同时，鉴于生物体 系的复杂性和临床检验的要求，往往需要对多个组分进行同时分析，现有的基于时间分辨 巧光技术的检测探针显然无法满足运一要求。因此，探索和开发一种具有较高巧光量子产 率且巧光寿命可调的巧光探针显得尤为重要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种水溶性稀±渗杂纳米晶体及其制备方法和应用，所制备 的水溶性稀±渗杂纳米晶体巧光寿命长、巧光寿命可调、巧光量子产率高、巧光稳定性高， 该制备方法简单、条件溫和、可控性强，所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体结合时间分辨巧 光成像技术，可实现复杂生物样本多个组分"单色多标记"。
[0004] 实现本发明的技术目的采用的技术方案是：
[0005] -种水溶性稀±渗杂纳米晶体，所述水溶性稀±渗杂纳米晶体的化学组成为 La(i-x-y)F3:Tby,Cex，其中0 < X < 0.6,0<y<l，x+y<l。
[0006] -种水溶性稀±渗杂纳米晶体，所述水溶性稀±渗杂纳米晶体的化学组成为 La(〇'8-x)F3: Tb〇'2 ,Cex。
[0007] 本发明所述水溶性稀±渗杂纳米晶体的平均粒径为40~50nm。
[000引本发明所述的一种水溶性稀±渗杂纳米晶体的制备方法，包括如下步骤：
[0009] 1)将TbM3、LaM3和CeM3铜系元素化合物或TbM3与LaM3铜系元素化合物加入超纯水 中，揽拌使其全部溶解，得到混合溶液A;所述超纯水是指在25°C时电阻率^ 15兆欧.厘米 的水；
[0010] 2)将畑4时日入至赌纯水中，制备浓度为0.5~0.6mol/L的畑4F7JC溶液B;
[001。 3)在揽拌条件下将N也F水溶液B匀速滴加到混合溶液A中，室溫反应至少化后，离 屯、分离得到沉淀C;
[0012] 4)将沉淀C分散于超纯水后转移至水热反应蓋中，在180~240°C下反应0.5~2地， 冷却至室溫，分离得到水溶性稀±渗杂纳米晶体。
[001 ；3] 其中，步骤1)中所述LaM3、TbM3、CeM3铜系元素化合物中Μ为C1或N03，即本发明所述 铜系化合物可w是铜系元素的氯化物或者铜系元素的硝酸化合物。
[0014] 其中，步骤2)中所述NH4F与铜系元素化合物的摩尔比为2.5~3:1。
[0015] 其中，步骤4)反应溫度为200°C，反应时间为地。
[0016] 本发明所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体经过硅烷化修饰并偶联不同的祀标分 子后，与细胞或者病理组织切片等生物样本共解育，洗脱未结合的纳米粒子，采用时间分辨 巧光成像技术，通过控制延迟时间，结合光谱解析技术，实现生物样本的多个组分"单色多 标记"分析。
[0017] 本发明所制备的稀±渗杂纳米晶体可溶于水，并可W通过改变化和Ce的比例，调 节水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光发射强度和巧光寿命，本发明制备的水溶性稀±渗杂纳 米晶体的巧光寿命为3.48~6.14ms，且光寿命可随Ce的含量而改变;本发明制备的水溶性 稀±渗杂纳米晶体的巧光量子产率为5~42%。本发明所述铜系化合物可W是铜系元素的 氯化物或者铜系元素的硝酸化合物，如采用LaCl3 · 7此0、TbCl3 · 6出0和CeCl3 · 7出0为反应 前体，制备得到La(i-x-y)F3: Tby，Cex水溶性稀±渗杂纳米晶体，其中LaF3为基质、Tb为发光中 屯、、Ce为敏化中屯、，当化渗杂度为20%即y = 0.2、Ce渗杂度为60%即x = 0.6时，所制备的水 溶性稀±渗杂纳米晶体巧光量子产率最高，高达42%。
[0018] "单色多标记"是指不同渗杂纳米粒子巧光发射波长一样，但是巧光寿命差异明 显，使用运些纳米粒子分别标记多种待测物，通过控制检测仪的延迟时间，结合光谱解析技 术，实现对多组分的分析。
[0019] 本发明的有益效果在于：
[0020] (1)本发明通过调苄基质、发光中屯、和敏化中屯、的配比，得到巧光寿命在3.48~ 6.14ms之间的水溶性稀±渗杂纳米晶体，并利用其巧光寿命的差异实现多组分的同时分 析，提局检测效率。
[0021] (2)本发明制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体平均粒径为40~50nm，尺寸均一，在紫 外光激发下巧光量子产率高(5~42%)，远高于现有技术1 %的巧光量子产率。
[0022] (3)本发明制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光稳定性高，照射60min后巧光强 度下降率仅为1.85~2.05%，可提高分析检测中的灵敏度和稳定性。
[0023] (4)利用时间分辨巧光成像技术，本发明制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体经修饰 和偶联祀向分子可广泛地应用于细胞、病毒、组织病理切片等的"单色多标记"分析，可对生 物体系多组分同时进行分析，且具有高的检测灵敏度和准确性。
[0024] (5)本发明直接在水溶液中制备水溶性稀±渗杂纳米晶体，原料易得、方法简单、 条件溫和、可控性强。
【附图说明】
[0025] 图1本发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体透射电子显微镜图。
[0026] 图2本发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体X-射线衍射图。
[0027] 图3本发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光发射图。
[0028] 图4本发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光量子产率图。
【具体实施方式】
[0029]为使本领域的技术人员可W更好的理解本发明并能予W实施，下面结合具体实施 例对本发明作进一步说明。
[0030] -、本发明实施例部分
[0031] 实施例1 1^曰日冲3:化日.2，〔6日.6水溶性稀±渗杂纳米晶体
[0032] 1)称取 1.6mmol LaCb · 7出0、1.6mmol TbCl3 · 6出0和4.8mmol CeCl3 · 7出0,溶于 1 OOmL超纯水中，揽拌使其全部溶解，得到混合溶液A;
[0033] 2)称取24mmol NH4F，溶于40血超纯水中，得到NH4F水溶液B;所述超纯水是指在25 °C时电阻率> 15兆欧?厘米的水；
[0034] 3)在揽拌条件下将NH4F水溶液B匀速滴加到混合溶液A中，蠕动累控制滴加速度为 1.5mL/min，滴加完后室溫下继续揽拌反应化，反应液1000化pm离屯、30min后得到沉淀C;
[0(X3日]4)沉淀C加入30mL超纯水超声30min分散后转移至50mL水热蓋中，200°C下反应地， 冷却至室溫，得到Lao. 2的:Tbo. 2，Ceo. 6水溶性稀±渗杂纳米晶体。
[0036] 图1本发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体透射电子显微镜图。图2本 发明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体X-射线衍射图。图3本发明实施例1所制备 的水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光发射图，图3中纵坐标数值为巧光强度相对值。图4本发 明实施例1所制备的水溶性稀±渗杂纳米晶体的巧光量子产率图。
[0037] 实施例2 Lao.8F3:化0.2水溶性稀±渗杂纳米晶体
[003引 1)称取6.4mmol LaCb · 7此0和1.6mmol TbCb · 6此0,溶于lOOmL超纯水中，揽拌 使其全部溶解，得到混合溶液A;
[0039] 2)称取21mmol NH4F，溶于40mL超纯水中，得到饥祕水溶液B;
[0040] 3)在揽拌条件下将NH4F水溶液B匀速滴加到混合溶液A中，蠕动累控制滴加速度为 2mL/min，滴加完后室溫下继续揽拌反应化，反应液1200化pm离屯、30min后得到沉淀C;
[0041 ] 4)沉淀C加入30mL超纯水超声30min分散后转移至50mL水热蓋中，200°C下反应 12}1，冷却至室溫，得到1^曰0.8的:化0.2水溶性稀±渗杂纳米晶体。
[0042] 实施例3 1^曰0.6。3:化0.2，〔60.2水溶性稀±渗杂纳米晶体
[0043] 1)称取4.8mmol LaCb · 7出0、1.6mmol TbCl3 · 6出0和 1.6mmol CeCb · 7出0,溶于 1 OOmL超纯水中，揽拌使其全部溶解