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1、(10)申请公布号 CN 102618284 A (43)申请公布日 2012.08.01 CN 102618284 A *CN102618284A* (21)申请号 201210067707.5 (22)申请日 2012.03.15 C09K 11/85(2006.01) C09K 11/78(2006.01) C09K 11/61(2006.01) C09K 11/02(2006.01) C12Q 1/68(2006.01) (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长春市前进大街 2699 号 (72)发明人 秦伟平 王丽丽 赵丹 吴长锋 秦冠仕 郑克志 揣晓红 何春凤 狄卫华。
2、 (74)专利代理机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 代理人 张景林 刘喜生 (54) 发明名称 具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物 荧光纳米颗粒及其应用 (57) 摘要 本发明属于生物荧光标记物制备与应用技术 领域， 具体涉及一种 Yb 和 Ho 离子双敏化 Tm 离子 的强近红外上转换发光生物荧光纳米颗粒及其应 用。 该上转换发光材料利用Yb/Ho/Tm之间的能量 传递， 可以在 900 1064nm 近红外光诱导下获得 更高效率的 800nm 近红外上转换光发射。其优势 在于激发光和发射光均位于生物组织的光学窗口 750nm1000nm， 800nm处可以发射增。
3、强的近红外 上转换发光。 因此， 该范围的近红外光与可见光相 比在生物体内具有较高的穿透能力， 可以实现生 物体内较深层次生物组织的荧光检测和示踪等功 能。本发明所获得材料在 800nm 附近的近红外发 光强度大幅度提高， 易于检测， 制备工艺简单。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 6 页 1/1 页 2 1. 一种具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳米颗粒， 其特征在于 ： (1) 以镧系 Ln 稀土离子镱离子 Yb3+、 钬离子。
4、 Ho3+和铥离子 Tm3+共掺杂的氟化物、 氧化 物、 硫化物或卤化物基质材料为核， 以 SiO2、 磷脂、 表面活性剂、 聚合物中的一种或几种材 料作为功能化包覆层的粒径为 2 1000nm 的单晶或混晶的核壳结构的上转换荧光纳米颗 粒 ； (2)Yb3+和 Ho3+离子分别作为一级和二级敏化离子， Tm3+作为激活离子， 镧系离子 Yb3+、 Ho3+和 Tm3+部分地取代了基质材料中的三价稀土阳离子或二价金属阳离子， 以三价稀土阳 离子或二价金属阳离子、 Yb3+、 Ho3+和 Tm3+的摩尔为和 100计算， Yb3+离子的摩尔掺杂量为 1 90， Ho3+离子的摩尔掺杂量为 0.5。
5、 10， Tm3+离子的摩尔掺杂量为 0.01 10 ； (3) 生物荧光复合纳米颗粒的功能化包覆壳层上链接各种功能化官能团、 在官能团表 面链接有多肽、 蛋白质或 DNA 生物分子。 2.如权利要求1所述的一种具有800nm强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳米 颗粒， 其特征在于 ： 磷脂为磷酸甘油酯或含羧酸、 巯基、 氨基的衍生物 ； 表面活性剂为如硬 脂酸、 油酸、 月桂酸或其衍生物 ； 聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、 聚苯乙烯 - 马来酸酐、 聚马来酸 酐 - 烷基氨或其衍生物。 3.如权利要求1所述的一种具有800nm强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳米 颗粒， 其特征在于 ： 功。
6、能化官能团为 -COOH、 -SH 或 NH2官能团。 4. 如权利要求 1 所述的一种具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光复合 纳米颗粒， 其特征在于 ： Yb3+离子的摩尔掺杂量为 10 30， Ho3+离子的摩尔掺杂量为 0.5 10， Tm3+离子的摩尔掺杂量为 0.5 2。 5.如权利要求1所述的一种具有800nm强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳米 颗粒， 其特征在于 ： 进一步掺入其它阳离子或阴离子离子对生物荧光复合纳米颗粒的性能 进行优化和改变， 以调整生物荧光复合纳米颗粒在 800nm 近红外光的光发射特性。 6.如权利要求1所述的一种具有800nm强近红外。
7、上转换发射特性的生物荧光复合纳米 颗粒， 其特征在于 ： 该生物荧光复合纳米颗粒采用共沉淀法、 水热 / 溶剂热法、 溶胶凝胶法、 高温合成法或者微乳液法制备。 7. 如权利要求 1 所述的一种具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳 米颗粒， 其特征在于 ： 氟化物为 NaLuF4、 NaYF4、 NaGdF4、 LiYF4、 KYF4、 LiLuF4、 CaF2、 YF3、 ZnF2、 LaF3、 BaF2或者其它无机氟化物 ； 氧化物为 Y2O3、 Lu2O3、 Gd2O3、 La2O3或其它无机氧化物 ； 硫化 物为 Y2O2S、 CaS2、 La2S3等 ； 卤化物为。
8、 Cs3Lu2Br9。 8.权利要求17所述的一种具有800nm强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳 米颗粒在生物组织的荧光检测、 成像、 示踪， 生物分子的定位、 检测、 成像或荧光编码方面的 应用。 权 利 要 求 书 CN 102618284 A 2 1/6 页 3 具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光纳米颗粒 及其应用 技术领域 0001 本发明属于生物荧光标记物制备与应用技术领域， 具体涉及一种 Yb 和 Ho 离子双 敏化 Tm 离子的强近红外上转换发光生物荧光纳米颗粒及其应用。 背景技术 0002 荧光检测技术具有灵敏度高、 选择性好、 特性参数多、 动态范围宽等。
9、优点， 在生命 科学， 医学等众多领域得到了广泛的应用， 每年都有大量的科研和相关成果转化报道。荧 光标记物可以用来显示和追踪生物组织、 细胞以及细胞中生物分子的构象变化和动力学过 程。 追踪活体细胞中生物分子的运动， 不仅可以精确地找到变异细胞所在的位置， 还可以了 解病毒感染细胞的过程和生物体内蛋白质的运动情况。 微纳米荧光探针是将荧光检测技术 应用于生物医学诊断中的一个关键性材料。因此， 研制一种具有高发光效率的探针材料仍 然是目前人们研究工作的焦点与难点。 0003 稀土离子的光学跃迁来源于内壳层的 4f 电子， 具有优异的窄谱带发射特征， 其光 谱位置受微环境的影响很小， 可以作为理。
10、想的荧光探针离子在生物分子检测、 细胞过程跟 踪中获得非常好的应用。为了使稀土掺杂的荧光纳米颗粒能够作为生物探针应用， 一个好 的解决办法是对荧光纳米颗粒的表面进行修饰， 形成壳 / 核结构的纳米复合物， 这些表面 修饰试剂既可以控制颗粒的尺寸， 又可以赋予纳米颗粒生物兼容性的性质， 从而达到某些 特殊的生物指标检测目的。比如 Chen 等人在 NaYF4:Yb/Er 纳米晶表面修饰后实现肺癌细 胞成像 (JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY， 2011， 21， 7661-7667)。 0004 由于稀土掺杂的材料可以很容易地实现多光子激发， 直接由红外光产生可见和红。
11、 外区域的上转换发射。 2011年， 复旦大学的张凡等人在中国专利(CN102199428A)中提出根 据不同稀土离子掺杂的上转换材料在红外光源激发下发出不同波长的荧光原理， 以不同波 长的发射荧光的强度比做为荧光编码。 而目前大量的这类研究的发射光范围主要集中在可 见光， 却由于可见光在生物组织里穿透能力弱， 限制了该材料在生物体深组织中的应用。 0005 由于生物组织在光学各波段的吸收和透过是有差别的， 红外光的长波光子就不易 被生物分子吸收。其表现为在生物组织中穿透能力比紫外或可见光强， 穿透深度可达厘米 量级。这部分光范围在 750nm 1000nm， 我们称之为 “生物组织的光学窗口。
12、” ； 因此当激发 光和发射光均位于生物组织的光学窗口范围内， 将更加有利于实现生物体内较深组织的生 物分子的荧光检测和示踪。尽管有机荧光团和量子点也能够产生近红外发射， 但与稀土掺 杂的材料相比， 作为荧光探针具有明显的缺点。 例如近红外有机荧光团容易发生光漂白， 此 外其宽的发射带， 小的 Stokes 移动都限制了该材料在检测过程中的应用以及长时间观测。 而目前应用比较多的量子点， 也由于其自身的毒性以及激发光源处于可见区， 限制了其在 深组织中的应用。 因此稀土掺杂的发光材料在生物体深组织荧光检测领域的应用具有无可 比拟的优势。而到目前为止， 众多研究中获得近红外 800nm 发射都是。
13、通过稀土 Yb/Tm 的掺 杂获得的， 提高其发光强度也是通过控制材料尺寸、 对材料进行包覆等方法实现的。 说 明 书 CN 102618284 A 3 2/6 页 4 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光复合 纳米颗粒及其在生物组织的荧光检测、 成像、 示踪和多种生物分子的定位、 检测、 成像、 荧光 编码方面的应用。 0007 本发明与现有技术相比， 通过稀土 Ho 离子的加入实现了 Ho 离子对 Tm 离子 800nm 近红外光的敏化增强， 在 900 1064nm 近红外光光激发下， 大幅度地提高了材料在 近红外 800nm 处的。
14、光发射强度。具体是采用 Yb/Ho/Tm 稀土三掺体系， 通过激活剂 Ho 和 Tm之间的能量传递， 使Tm离子的800nm附近的近红外发射强度得到大幅度的提高(来自于 Tm3+离子的 3H 4 3H 6辐射跃迁 )， 使得制备的材料在近红外光波段的生物探测、 成像等应用 上获得了非常理想的效果。 0008 本发明的优势在于激发光和发射光均位于生物组织的光学窗口 750nm 1000nm， 800nm 处可以发射增强的近红外上转换发光。因此， 该范围的近红外光与可见光相比在生 物体内具有较高的穿透能力， 可以实现生物体内较深层次生物组织的荧光检测和示踪等功 能。 0009 本发明所获得材料在 。
15、800nm 附近的近红外发光强度大幅度提高， 易于检测， 制备 工艺简单。 0010 本发明所述的一种具有 800nm 强近红外上转换发射特性的生物荧光复合纳米颗 粒， 其特征在于 ： 0011 (1) 以镧系稀土离子镱离子 (Yb3+)、 钬离子 (Ho3+) 和铥离子 (Tm3+) 共掺杂的氟化 物、 氧化物、 硫化物或卤化物基质材料为核， 以 SiO2、 磷脂 ( 如磷酸甘油酯及含羧酸、 巯基或 氨基的衍生物等 )、 表面活性剂 ( 如硬脂酸、 油酸、 月桂酸等及其衍生物等 )、 聚合物 ( 聚乙 烯吡咯烷酮、 聚苯乙烯 - 马来酸酐、 聚马来酸酐 - 烷基氨及其衍生物等 ) 中的一种或。
16、几种材 料作为功能化包覆层的粒径为 2 1000nm 的单晶或混晶的核壳结构的上转换荧光纳米颗 粒 ； 0012 (2)Yb3+和 Ho3+离子分别作为一级和二级敏化离子， Tm3+作为激活离子， 镧系离子 Yb3+、 Ho3+和 Tm3+部分地取代了基质材料中的三价稀土阳离子或二价金属阳离子， 以三价 稀土阳离子或二价金属阳离子、 Yb3+、 Ho3+和 Tm3+的摩尔为和 100计算， Yb3+离子的摩尔 掺杂量为 1 90， Ho3+离子的摩尔掺杂量为 0.5 10， Tm3+离子的摩尔掺杂量为 0.01 10 ； 0013 (3) 生物荧光复合纳米颗粒的功能化包覆壳层上链接各种功能化官。
17、能团 (-COOH、 -SH 或 NH2官能团等 )、 在官能团表面链接有多肽、 蛋白质或 DNA 生物分子。 0014 进一步地， Yb3+离子的摩尔掺杂量为 10 30 ； Ho3+离子的摩尔掺杂量为 0.5 10， Tm3+离子的摩尔掺杂量为 0.5 2。 0015 进一步地， 可以掺入其它阳离子或阴离子离子对材料的性能进行优化和改变， 以 调整本发明所述的生物荧光复合纳米颗粒在 800nm 近红外光的光发射特性。 0016 本发明所述的生物荧光复合纳米颗粒， 可以采用共沉淀法、 水热 / 溶剂热法、 溶胶 凝胶法、 高温合成法或者微乳液法制备。所涉及的这些合成方法简单， 无需额外的化学。
18、处 理， 在原先的实验中将稀土反应物溶液中添加入相应的钬离子试剂进行搅拌即可。 说 明 书 CN 102618284 A 4 3/6 页 5 0017 本发明所述的生物荧光复合纳米颗粒的基质材料的氟化物为 NaLuF4、 NaYF4、 NaGdF4、 LiYF4、 KYF4、 LiLuF4、 CaF2、 YF3、 ZnF2、 LaF3、 BaF2或者其它无机氟化物 ； 氧化物为 Y2O3、 Lu2O3、 Gd2O3、 La2O3或其它无机氧化物 ； 硫化物为Y2O2S、 CaS2、 La2S3等 ； 卤化物为Cs3Lu2Br9等。 附图说明 0018 图1 ： 利用溶剂热法制备的NaYF4:Y。
19、b/Ho/Tm纳米晶的SEM照片和XRD图， 对应实施 例 1 ； 0019 图 2 ： 在 980nm 近红外光激发下 NaYF4:Yb/Ho/Tm 和 NaYF4:Yb/Tm 样品在 800nm 附 近的上转换光谱对比图， 对应实施例 1 ； 0020 图 3 ： 利用溶剂热法制备的 NaLuF4:Yb/Ho/Tm 纳米晶的 XRD 图谱、 SEM 照片和 TEM 高分辨原子像， 对应实施例 2 ； 0021 图 4 ： 在 980nm 近红外光激发激发下 NaLuF4:Yb/Ho/Tm 和 NaLuF4:Yb/Tm 样品在 800nm 附近上的转换光谱对比图， 对应实施例 2 ； 002。
20、2 图5 ： 在980nm近红外光激发下NaLuF4:Yb/Ho/Tm上转换纳米颗粒对小鼠侧腹异体 移植肿瘤的 800nm 荧光成像， 左图为注射有上转换纳米颗粒的小鼠肿瘤成像， 右图为空白 试验 ( 没有注射上转换纳米颗粒 )， 对应实施例 2 ； 0023 图 6 ： 在 980nm 近红外光激发下 Y2O3:Yb/Ho/Tm 和 Y2O3:Yb/Tm 样品在 800nm 附近上 的转换光谱对比图， 对应实施例 3 ； 0024 图 7 ： 在 980nm 近红外光激发下 LiLuF4:Yb/Ho/Tm 和 LiLuF4:Yb/Tm 样品在 800nm 附近的上转换光谱对比图， 对应实施例。
21、 4 ； 0025 图 8 ： 利用浓度为 100g/mL 的上转换生物荧光复合纳米颗粒进行荧光标记的 Hela 细胞 (A) 明场像， (B) 在红外光激发下的暗场像 ； 对应实施例 2 ； 0026 图9 ： 利用浓度为50g/mL的上转换生物荧光复合纳米颗粒进行荧光标记的Hela 细胞 (A) 明场像， (B) 在红外光激发下的暗场像 ； 对应实施例 2。 0027 图 10 ： 在 980nm 近红外光激发激发下 CaF2:Yb/Tm/Ho 和 CaF2:Yb/Tm 样品在 800nm 附近上的转换光谱对比图， 对应实施例 5 ； 0028 图 11 ： 在 980nm 近红外光激发激。
22、发下 NaYbF4:Yb/Tm/Ho 和 NaYbF4:Yb/Tm 样品在 800nm 附近上的转换光谱对比图， 对应实施例 6 ； 0029 图 12 ： 在 980nm 近红外光激发激发下 YF3:Yb/Tm/Ho 和 YF3:Yb/Tm 样品在 800nm 附 近上的转换光谱对比图， 对应实施例 7 ； 0030 图 13 ： 在 980nm 近红外光激发激发下 LaF3:Yb/Tm/Ho 和 LaF3:Yb/Tm 样品在 800nm 附近上的转换光谱对比图， 对应实施例 8 ； 具体实施方式 0031 实施例 1 ： 0032 将 40ml 油酸， 20ml 酒精， 16ml 水混合均。
23、匀， 搅拌条件下再加入 2.4g NaOH， 形成 均匀乳白色胶体后， 再加入 1mmol 混合好的稀土化合物的水溶液 ( 稀土离子摩尔百分比 为 Yb(NO3)3： 20 ； Tm(NO3)3： 0.5 ； Y(NO3)3： 79.5 和 Yb(NO3)3： 20 ； Tm(NO3)3： 0.5 ； Ho(NO3)3： 2； Y(NO3)3： 77.5 )。接着在快速搅拌下， 逐滴加入 8mmol NaF 水溶液， 形成均 说 明 书 CN 102618284 A 5 4/6 页 6 匀乳液后， 转入到反应釜中180反应19小时。 反应结束后自然冷却到室温， 取出反应液离 心分离， 倾出后用。
24、酒精和去离子水洗涤离心分离 3 次， 再放到 80真空干燥箱中干燥， 得到 NaYF4:Yb/Ho/Tm 纳米单晶， 六角片边长 130nm， 其结构表征和形貌如图 1 中的 XRD 和 SEM 照 片所示。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的样品中， 铥离子的 800nm 附近发光强度增 加到未掺杂钬离子样品的发光强度的 3 倍， 如图 2 所示。 0033 实施例 2 ： 0034 将 1mmol 稀 土 氯 化 盐 LnCl36H2O(Ln 70 Lu、 18 Yb、 10 Ho、 2 Tm)、 15mL ODE( 十八烯 )、 6mL OA 置入 100mL 三口烧瓶中， 在。
25、通入氩气的保护下， 升高体系 的温度到 160并反应 30min， 然后将体系的温度冷却至室温， 将溶于 10mL 无水甲醇的 4mmol(0.148g) 氟化铵和 2.5mmol(0.1g) 氢氧化钠混合液慢慢滴加到三口烧瓶中， 并保持 室温下搅拌 60min， 随后升高体系的温度到 50除去反应混合液中的甲醇溶液， 继续在通 入保护气的条件下迅速升温到300， 并维持60min后停止加热。 待反应体系自然冷却到室 温， 用过量得无水乙醇沉淀产物， 并用无水乙醇、 环己烷、 去离子水 ( 体积比 ： 2 1 2) 的 混合溶液(对产物进行多次洗涤， 最后将反应产物在60下真空干燥12h。 得。
26、到NaLuF4:Yb/ Ho/Tm 纳米晶， NaLuF4单晶六角片边长 110nm。其结构表征和形貌如图 3 中的 XRD 和 SEM 照 片所示。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的样品中， 铥离子的 800nm 附近发光强度增 加到未掺杂钬离子样品的发光强度的 5 倍， 如图 4 所示。利用疏水分子与疏水分子之间的 亲和性， 将所得到的 NaLuF4:Yb/Ho/Tm 上转换纳米颗粒与含羧酸的磷酸甘油酯混合， 持续搅 拌 2h 后， 形成磷酸甘油酯包覆层， 表现出良好的水溶性， 磷酸甘油酯含有羧酸 (-COOH) 功 能团可以与蛋白质， DNA 等生物分子实现共价链接， 用 E。
27、DC/NHS(1- 乙基 -3-(3- 二甲基氨丙 基 )- 碳化二亚胺 /N- 羟基琥珀酰亚胺 ) 将购买的肿瘤特异性多肽分子氯毒素链接到前面 制备的上转换纳米颗粒表面。通过小鼠尾部静脉注射到小鼠体内， 每只小鼠注射 200L 浓 度为 1mol 的上转换纳米颗粒的水溶液。24 小时后将小鼠麻醉， 切除侧腹肿瘤， 在 980nm 激 发下对肿瘤进行荧光观察， 如图 5 所示， 通过对比可以发现， 我们的材料在小鼠肿瘤细胞组 织中， 能够被探测到明显的荧光信号， 实现生物体内较深层次生物组织的荧光检测和示踪。 0035 实施例 3 ： 0036 在 40下， 将 YbCl3： 4 ； TmCl。
28、3： 0.5 ； YCl3： 95.5和 YbCl3： 4 ； TmCl3： 0.5 ； HoCl3： 2； YCl3： 93.5分别混合均匀， 搅拌成均匀的透明氯化物溶液。然后加入尿素调节 pH 值， 溶液中产生沉淀， 升温到 80， 使沉淀完全。用离心机分离沉淀， 反复用去离子水冲 洗。冲洗后的沉淀物经干燥后置于马弗炉内， 缓慢升温至 500， 恒温 3 小时， 冷却至室温。 再将冷却后的产物在 800进行退火， 获得所需要的稀土掺杂的单晶样品 Y2O3:Yb/Ho/Tm 和 Y2O3:Yb/Tm， 单晶样品尺寸在 200nm 左右。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的 Y2O3。
29、样 品中， 铥离子的 800nm 附近发光强度与未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提高， 见图 6。 0037 实施例 4 ： 0038 将 0.1mmol 的 EDTA( 乙二胺四乙酸 ) 溶液分别加入到 1mL、 1mmol 的混合好的稀 土溶液 ( 三种稀土离子摩尔百分比为 Yb(NO3)3： 20 ； Tm(NO3)3： 0.5 ； Lu(NO3)3： 79.5和 Yb(NO3)3： 20； Tm(NO3)3： 0.5； Ho(NO3)3： 2； Lu(NO3)3： 77.5 ) 中， 持续搅拌成白色络合 物， 然后依次加入 3mmol LiF3水溶液， 6mmol NH4F 水溶。
30、液。得到复合物前驱物。搅拌 1 小时 说 明 书 CN 102618284 A 6 5/6 页 7 后， 将此复合物前驱物转移到 50mL 密闭的带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中， 放到 180烘 箱中， 保持 24h。然后自然冷却到室温， 取出沉淀， 洗涤， 离心， 再放到 80真空干燥箱中干 燥， 既得产物 LiLuF4:Yb/Tm 和 LiLuF4:Yb/Ho/Tm 纳米晶。LiLuF4单晶样品尺寸在 100nm 左 右。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的 LiLuF4中， 铥离子的 800nm 附近发光强度与 未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提高， 见图 7。将所得到的 。
31、LiLuF4:Yb/Ho/Tm 上 转换纳米颗粒用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包覆， 称取0.5gPVP， 置于100ml烧杯中， 加入8ml乙 二醇， 搅拌至完全溶解， 再加入 LiLuF4:Yb/Ho/Tm 上转换纳米颗粒， 室温下磁力搅拌 30min， 将混合溶液转移到反应釜中， 在 150下反应 24 小时， 冷却后的产物用丙酮沉淀、 洗涤、 离 心， 包覆后所得样品表现出良好的水溶性， 部分 PVP 分子含有羧基可以实现水溶性， 经过与 酸酐反应后表面链接上 -COOH 功能团， 进一步可以实现生物分子共价链接。 0039 实现生物荧光标记的过程如下 ： 0040 (1) 接种 Hela。
32、 细胞至多孔细胞培养板， 每孔加培养基 500L， 放入培养箱， 5 CO2， 37下孵育 24 小时 ； 0041 (2) 待细胞单层覆盖孔底面积 80时， 向孔内加入 1mg/mL 的 LiLuF4:Yb/Ho/Tm 上 转换荧光纳米粒子溶液， 分别调整浓度至 100g/mL 和 50g/mL， 继续上述条件孵育 24 小 时 ； 0042 (3) 在倒置显微镜下利用 980nm 红外光激发分别观察两种给药浓度情况下细胞的 发光， 如图 8 和图 9 所示， 表明在生物细胞中可以探测到我们材料的荧光信号， 这种材料可 以作为纳米荧光探针进行生物细胞标记和生物分子检测。 0043 实施例 5。
33、 ： 0044 我们采用水热法合成 CaF2发光粉。将 0.151mmol 稀土氯化盐 LnCl36H2O( 稀 土离子摩尔百分比为 Yb(NO3)3： 1 ； Tm(NO3)3： 0.01 ； Ho(NO3)3： 0.5 ) 盐酸溶液加入 9.849mmol CaCO3， 以及将 0.101mmol 稀土氯化盐 LnCl36H2O( 稀土离子摩尔百分比为 Yb(NO3)3： 1； Tm(NO3)3： 0.01)盐酸溶液加入9.899mmol CaCO3， 逐滴加入氟化氢(HF质量 分数 40 )， 剧烈搅拌 0.5h 后， 将所得到胶状液体转移至两个 50mL 聚四氟乙烯不锈钢反应 釜中， 。
34、130恒温 12h 时。自然冷却至室温后， 丢弃掉上层清液， 通过离心的办法用去离子水 洗涤下层物质至少三次。然后将所得物质在真空干燥箱中 55干燥 6h。氩气保护下 600 退火 0.5h。CaF2单晶直径在 200nm 左右。80nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的 CaF2样品 中， 铥离子的 800nm 附近发光强度与未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提高， 见 图 10。 0045 实施例 6 ： 0046 NaYbF4样品用水热法合成。将一定量的稀土硝酸盐 ( 稀土离子摩尔百分比为 Yb(NO3)3： 90； Tm(NO3)3： 10和 Yb(NO3)3： 80； Tm(NO3。
35、)3： 10； Ho(NO3)3： 10 ) 分别溶于 去离子水中形成浓度为 0.5M 的 Ln(NO3)3水溶液备用。将 0.5mmol 的 EDTA 溶液加入到 1mL 浓度为 0.5M 的 Ln(NO3)3溶液中， 持续搅拌成白色络合物， 然后加入 8mmol NaF 水溶液。得 到复合物前驱物。搅拌一小时后， 将此复合物前驱物转移到 50mL 密闭的带有聚四氟乙烯内 衬的水热釜中， 放到 160烘箱中， 保持 18h。然后自然冷却到室温， 取出沉淀， 洗涤， 离心， 再放到 80真空干燥箱中干燥， 既得产物。为了提高微晶粉末的结晶度， 产物在 400退火 2h。 NaYbF4单晶样品尺。
36、寸在100nm左右。 用980nm激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的NaYbF4样 说 明 书 CN 102618284 A 7 6/6 页 8 品中， 铥离子的 800nm 附近发光强度与未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提高， 见图 11。 0047 实施例 7 ： 0048 我们采用水热法合成 YF3样品。将一定量的稀土硝酸盐 ( 稀土离子摩尔百分比为 Y(NO3)3： 89 ； Yb(NO3)3： 10 ； Tm(NO3)3： 1 ； 和 Yb(NO3)3： 79 ； Yb(NO3)3： 10 ； Tm(NO3)3： 1 ； Ho(NO3)3： 1 ) 分别溶于去离子水中形成浓度为 0。
37、.5M 的 Ln(NO3)3水溶液备用。然后 滴加氢氟酸形成悬浊液。充分搅拌后， 把所得悬浊液转移至 2 个 50mL 聚四氟乙烯不锈钢反 应釜中， 120保持 15h。自然冷却至室温后， 离心所得物质 3 次， 然后在真空干燥箱中 60 干燥 5h， 得到白色粉末状样品。将所得的粉末在氩气保护下不同温度 600退火 1h， 得到 最终实验用样品。YF3单晶尺寸在 150nm 左右。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的 YF3样品中， 铥离子的800nm附近发光强度与未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提 高， 见图 12。 0049 实施例 8 ： 0050 1.5g CTAB被。
38、溶解在30mL去离子水中。 加入0.5mmolLn(NO3)3 6H2O(Ln10Yb、 1 Tm、 1 Ho、 88 La 和 10 Yb、 1 Tm、 89 La。搅拌一段时间后加入 2mL 含有 1.5mmol KF 12H2O的水溶液。 再搅拌一段时间后转入50mL反应釜中在120下水热处理。 得到的沉 淀经过离心和洗涤后， 放入真空干燥箱中干燥。然后在惰性气体保护下 350煅烧 30min。 LaF3单晶尺寸在 2 10nm 左右。用 980nm 激光器泵浦， 在掺杂了钬离子的 LaF3样品中， 铥 离子的 800nm 附近发光强度与未掺杂钬离子样品的发光强度相比得到明显提高， 见图。
39、 13。 说 明 书 CN 102618284 A 8 1/6 页 9 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 9 2/6 页 10 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 10 3/6 页 11 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 11 4/6 页 12 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 12 5/6 页 13 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 13 6/6 页 14 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 102618284 A 14 。