CN106075474B - 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用 - Google Patents

水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106075474B
CN106075474B CN201610414308.XA CN201610414308A CN106075474B CN 106075474 B CN106075474 B CN 106075474B CN 201610414308 A CN201610414308 A CN 201610414308A CN 106075474 B CN106075474 B CN 106075474B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nagdf
core
nayf
oleic acid
shell nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610414308.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106075474A (zh
Inventor
钱海生
刘坤
郝梨娜
陆杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201610414308.XA priority Critical patent/CN106075474B/zh
Publication of CN106075474A publication Critical patent/CN106075474A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106075474B publication Critical patent/CN106075474B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • A61K49/12—Macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用，其特征在于：通过在过量氟化氨和氢氧化钠的条件下，在高温下快速注射按照一定比例混合的油酸镱、油酸铒与油酸钇的复合物，制得亚10纳米NaYF4:Yb,Er纳米晶，然后继续在高温下快速注射一定量的油酸钆复合物，进而制备出一种具有薄壳层的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶，再将其用聚乙二醇‑聚丙烯酸(PEG‑PAA)进行水溶性表面修饰后即得目标产物。本发明所提供的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的制备方法简单，所得产物作为T1核磁造影剂具有很高的纵向摩尔弛豫率r1，r1值为15～25mM‑ 1S‑1，有较大的临床应用价值。

Description

水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核 磁共振中的应用
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶以及其作为T1型造影剂在核磁共振成像中的应用。
背景技术
目前临床使用的T1加权磁共振成像造影剂Gd-DTPA(马根唯显)，其在3T磁场的纵向摩尔弛豫率r1仅为3.8～4.0mM-1S-1，而且作为一种螯合物，Gd3+容易泄漏出来造成肾纤维化病变。较高纵向摩尔弛豫率(r1)的T1型核磁共振造影剂不仅可以大大减少Gd3+的泄漏，还可以减少临床用药剂量，从而很大程度降低肾纤维化病变的风险，具有重大的临床应用潜力和意义。
德国《先进材料》(Advanced Materials，2014年，第26卷，第3867-3872页)报道了合成2nm大小的NaGdF4纳米点，其经DSPE-PEG2000表面修饰后在3T磁场下的纵向摩尔弛豫率r1值达到8.93mM-1S-1，但是由于纳米点尺寸只有2nm，表面能高，容易溶解泄露，需要在表面接枝DTPA防止Gd3+泄漏。因此，由于产率低、表面修饰过程复杂，不利于临床使用推广。
美国《美国化学会纳米》(ACS Nano，2013年，第23卷，第3714-3722页)报道了采用高温油相法合成尺寸分别为5nm、15nm、20nm的NaGdF4纳米颗粒，经mal-PEG-dp水溶性表面改性后在3T磁场下，纵向摩尔弛豫率r1分别为6.2mM-1S-1、5.7mM-1S-1、8.78mM-1S-1，该制备方法虽然其颗粒尺寸均一、结晶性好，但是与临床使用的商业T1核磁造影剂Gd-DTPA 相比，其纵向摩尔弛豫率r1仅为Gd-DTPA的1～3倍，并没有特别大的提升。
美国《美国化学会纳米》(ACS Nano，2015年，第3卷，第3012-3022页)报道合成了一种Gd离子掺杂的Fe3O4T1、T2双功能成像纳米片，其在3T磁场表现出的纵向摩尔弛豫率 r1高达20mM-1S-1，但是金属氧化物不够稳定，Gd3+容易泄漏，而且其合成工艺复杂，不适合推广使用。
综上所述，现有较高纵向摩尔弛豫率r1的T1核磁造影剂，要么颗粒尺寸太小，Gd3+容易泄漏，增大肾纤维化病变风险；要么其纵向摩尔弛豫率r1与临床使用的商业T1核磁造影剂 Gd-DTPA相比并没有特别大的提升；要么合成工艺复杂，不适合推广使用。
发明内容
本发明为解决现有技术所存在的不足之处，提供了一种水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的制备方法及其作为T1型核磁造影剂的应用，所要解决的技术问题是现有T1型核磁造影剂合成工艺复杂、表面改性过程复杂、不适合大规模生产制备等缺点。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明首先公开了水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的制备方法，其特点在于按如下步骤进行：
a、将钇盐、镱盐与铒盐加入到油酸中，搅拌均匀，然后在80～150℃下保温20～300min，获得透明清液A；将所述透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
其中：钇盐、镱盐与铒盐的质量比为0.02～0.05g：0.01g：0.0001～0.0002g；钇盐、镱盐与铒盐的总质量与油酸体积的比为0.01～0.2g/mL；
b、将钆盐加入到油酸中，搅拌均匀，然后在80～150℃下保温20～300min，获得透明清液B；将所述透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
其中：钆盐质量和油酸体积的比为0.01～0.2g/mL；
c、将溶有NH4F和NaOH的甲醇溶液加入到油酸和十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至50～100℃保温0.5～2h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到240～320℃并保温，获得反应液C；
其中：NH4F质量、油酸体积及十八烯体积的比为0.01～0.296g：1mL：1～4mL；NH4F和NaOH的质量比为1:0.2～2；油酸和十八烯的总体积与甲醇体积的比为1:0.2～0.5；
d、将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温0.2～2h，获得反应液D；
其中：所述复合物前驱体A与所述反应液C的体积比为1:50～100；
e、将步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温0.2～2h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
其中：所述油酸钆前驱体与所述反应液D的体积比为1:50～300；
f、用聚乙二醇-聚丙烯酸对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
优选的：步骤a中的钇盐为YCl3、Y(NO3)3或Y(CH3COO)3，镱盐为YbCl3、Yb(NO3)3或Yb(CH3COO)3，铒盐为ErCl3、Er(NO3)3或Er(CH3COO)3；步骤b中的钆盐为GdCl3、Gd(NO3)3或Gd(CH3COO)3。
优选的，步骤f中用聚乙二醇-聚丙烯酸(PEG-PAA)对步骤e制备的油溶性 NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性的步骤为：
f1、将油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入环己烷，分散均匀，得到溶液E；
其中：油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶质量与环己烷体积的比为5～20mg：5～ 20mL；
f2、将聚乙二醇-聚丙烯酸加入烧杯中，然后加入1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
其中：聚乙二醇-聚丙烯酸质量与1,4-二氧六环体积的比为5～50mg：5～20mL；
f3、向所述溶液F中加入溶液E，在20～80℃下搅拌2～24小时，得到反应液G；
f4、将所述反应液G离心分离，所得固体产物用1,4-二氧六环与水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成所述油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
其中：混合溶液中1,4-二氧六环与水的体积比为2：1～2。
本发明还公开了经上述制备方法所制备的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶，其具有很高的纵向摩尔弛豫率r1，r1值为15-25mM-1S-1，且其壳层材料为六方相的NaGdF4。
本发明进一步公开了上述水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶在核磁共振中的应用，即用于作为T1磁共振分子影像核磁造影剂。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明所提供的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的制备方法，通过简单的在高温下快速注射稀土油酸复合物前驱体即可获得很薄壳层的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶经高分子表面改性后就可获得水溶性很好的T1核磁造影剂；
2、本发明所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶作为T1核磁造影剂具有很高的纵向摩尔弛豫率r1，r1值为15-25mM-1S-1；
3、本发明所获得的高弛豫率的T1核磁造影剂，由于具有很好的水溶性、生物相容性且细胞毒性低，是较好的T1磁共振分子影像核磁造影剂，在肿瘤检测、血管成像等领域具有很多重要的应用。
附图说明
图1为实施例1所制备的分散在环己烷中的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的透射电镜(TEM)照片；
图2为实施例1经表面修饰后所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的透射电镜(TEM)照片；
图3为实施例1所制备的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的X-射线衍射花样；
图4为实施例1制备的高弛豫率的T1型核磁造影剂与Gd-DTPA的纵向摩尔弛豫率r1对比图。
具体实施方式
实施例1
本实施例按如下步骤制备水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶：
a、将0.02g YCl3、0.01g YbCl3、0.0001g ErCl3加入到3.01mL油酸中，搅拌均匀，然后在80℃下保温20min，获得透明清液A；将透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
b、将0.03g GdCl3加入到3mL油酸中，搅拌均匀，然后在80℃下保温20min，获得透明清液B；将透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
c、将溶有0.1g NH4F和0.02g NaOH的4mL甲醇溶液加入到10mL油酸和10mL十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至50℃保温0.5h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到240℃并保温，获得反应液C；
d、在240℃下，将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温0.2h，获得反应液D；
e、在240℃下，将0.005mL步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温0.2h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
f、用PEG-PAA对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。具体步骤如下：
f1、将5mg油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入5mL环己烷，分散均匀，得到溶液E；
f2、将5mg PEG-PAA加入烧杯中，然后加入5mL的1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
f3、向溶液F中加入溶液E，在20℃下搅拌2小时，得到反应液G；
f4、将反应液G离心分离，所得固体产物用10mL 1,4-二氧六环与10mL水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
图1为本实施例所制备的分散在环己烷中的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的透射电子显微镜图(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，从图中可以看出本实施例所用的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的直径约为10nm。
图2为本实施例对油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行表面修饰后所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的透射电子显微镜图(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，从图中可以看出本实施例所得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶在水溶液中具有很好的分散性，纳米颗粒粒径约10nm，与修饰前的材料透射电子显微镜(图1)相比形貌没有明显差异，没有发生明显团聚。
图3为本实施例所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的X-射线衍射花样图 (采用飞利浦X’Pert PRO SUPER X-射线衍射仪进行表征)，从图中可以看出所制备的NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶是六方相的。
图4为本实施例所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶与已商业应用的T1 型核磁造影剂Gd-DTPA的纵向摩尔弛豫率r1对比图，从图中可以看出本实施例所获得的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4纳米晶纵向摩尔弛豫率r1达到23.28mM-1S-1，是已商业应用的T1型核磁造影剂Gd-DTPA的6.3倍，具有很大的临床应用价值。
实施例2
本实施例按如下步骤制备水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶：
a、将0.05g Y(NO3)3、0.01g YbCl3、0.0002g Er(NO3)3加入到0.3mL油酸中，搅拌均匀，然后在150℃下保温300min，获得透明清液A；将透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
b、将0.03g Gd(NO3)3加入到0.15mL油酸中，搅拌均匀，然后在150℃下保温300min，获得透明清液B；将透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
c、将溶有0.296g NH4F和0.592g NaOH的10mL甲醇溶液加入到10mL油酸和10mL十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至100℃保温2h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到320℃并保温，获得反应液C；
d、在320℃下，将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温2h，获得反应液D；
e、在320℃下，将0.005mL步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温2h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
f、用PEG-PAA对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。具体步骤如下：
f1、将10mg油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入10mL环己烷，分散均匀，得到溶液E；
f2、将10mg PEG-PAA加入烧杯中，然后加入10mL的1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
f3、向溶液F中加入溶液E，在80℃下搅拌24小时，得到反应液G；
f4、将反应液G离心分离，所得固体产物用5mL 1,4-二氧六环与10mL水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成所述油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
经透射电子显微镜对样品进行表征(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，本实施例所得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的直径约为9nm。经核磁共振扫描仪测试，其纵向摩尔弛豫率r1达到21.2mM-1S-1。
实施例3
本实施例按如下步骤制备水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶：
a、将0.03g Y(CH3COO)3、0.01g Yb(CH3COO)3、0.0002g Er(CH3COO)3加入到1.5mL油酸中，搅拌均匀，然后在100℃下保温60min，获得透明清液A；将透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
b、将0.05g Gd(CH3COO)3加入到1.5mL油酸中，搅拌均匀，然后在100℃下保温60min，获得透明清液B；将透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
c、将溶有0.1g NH4F和0.08g NaOH的10mL甲醇溶液加入到10mL油酸和10mL十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至70℃保温1h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到280℃并保温，获得反应液C；
d、在280℃下，将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温0.5h，获得反应液D；
e、在280℃下，将0.005mL步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温0.5h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
f、用PEG-PAA对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。具体步骤如下：
f1、将5mg油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入10mL环己烷，分散均匀，得到溶液E；
f2、将5mg PEG-PAA加入烧杯中，然后加入10mL的1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
f3、向溶液F中加入溶液E，在40℃下搅拌6小时，得到反应液G；
f4、将反应液G离心分离，所得固体产物用6mL 1,4-二氧六环与10mL水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
经透射电子显微镜对样品进行表征(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，本实施例所得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的直径约为10nm。经核磁共振扫描仪测试，其纵向摩尔弛豫率r1达到18.9mM-1S-1。
实施例4
本实施例按如下步骤制备水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶：
a、将0.04g YCl3、0.01g YbCl3、0.0002g ErCl3加入到2mL油酸中，搅拌均匀，然后在110℃下保温100min，获得透明清液A；将透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
b、将0.04g Gd(CH3COO)3加入到1.5mL油酸中，搅拌均匀，然后在110℃下保温100min，获得透明清液B；将透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
c、将溶有0.15g NH4F和0.1g NaOH的10mL甲醇溶液加入到10mL油酸和10mL十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至80℃保温1h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到290℃并保温，获得反应液C；
d、在290℃下，将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温1h，获得反应液D；
e、在290℃下，将0.005mL步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温1h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
f、用PEG-PAA对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。具体步骤如下：
f1、将6mg油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入10mL环己烷，分散均匀，得到溶液E；
f2、将6mg PEG-PAA加入烧杯中，然后加入10mL的1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
f3、向溶液F中加入溶液E，在50℃下搅拌6小时，得到反应液G；
f4、将反应液G离心分离，所得固体产物用7mL 1,4-二氧六环与10mL水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
经透射电子显微镜对样品进行表征(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，本实施例所选用的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的直径约为11nm。经核磁共振扫描仪测试，其纵向摩尔弛豫率r1达到25mM-1S-1。
实施例5
本实施例按如下步骤制备水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶：
a、将0.02g YCl3、0.01g YbCl3、0.0002g ErCl3加入到2.5mL油酸中，搅拌均匀，然后在120℃下保温200min，获得透明清液A；将透明清液A自然冷却至室温，即得掺杂镱和铒的油酸钇复合物前驱体；
b、将0.05g GdCl3加入到2.5mL油酸中，搅拌均匀，然后在120℃下保温200min，获得透明清液B；将透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
c、将溶有0.2g NH4F和0.1g NaOH的10mL甲醇溶液加入到10mL油酸和10mL十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至90℃保温1h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到300℃并保温，获得反应液C；
d、在300℃下，将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温1.5h，获得反应液D；
e、在300℃下，将0.005mL步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温1.5h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
f、用PEG-PAA对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。具体步骤如下：
f1、将8mg油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入10mL环己烷，分散均匀，得到溶液E；
f2、将8mg PEG-PAA加入烧杯中，然后加入10mL的1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
f3、向溶液F中加入溶液E，在60℃下搅拌12小时，得到反应液G；
f4、将反应液G离心分离，所得固体产物用8mL 1,4-二氧六环与10mL水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成所述油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
经透射电子显微镜对样品进行表征(采用日立H-8010透射电子显微镜进行表征)，本实施例所选用的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的直径约为12nm。经核磁共振扫描仪测试，其纵向摩尔弛豫率r1达到15mM-1S-1。

Claims (5)

1.水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
a、将钇盐、镱盐与铒盐加入到油酸中，搅拌均匀，然后在80～150℃下保温20～300min，获得透明清液A；将所述透明清液A自然冷却至室温，即得油酸钇、油酸镱以及油酸铒的复合物前驱体；
其中：钇盐、镱盐与铒盐的质量比为0.02～0.05g：0.01g：0.0001～0.0002g；钇盐、镱盐与铒盐的总质量与油酸体积的比为0.01～0.2g/mL；
b、将钆盐加入到油酸中，搅拌均匀，然后在80～150℃下保温20～300min，获得透明清液B；将所述透明清液B自然冷却至室温，即得油酸钆前驱体；
其中：钆盐质量和油酸体积的比为0.01～0.2g/mL；
c、将溶有NH4F和NaOH的甲醇溶液加入到油酸和十八烯的混合物中，搅拌均匀，然后再加热至50～100℃保温0.5～2h以除去甲醇，在氮气保护流下加热到240～320℃并保温，获得反应液C；
其中：NH4F质量、油酸体积及十八烯体积的比为0.01～0.296g：1mL：1～4mL；NH4F和NaOH的质量比为1:0.2～2；油酸和十八烯的总体积与甲醇体积的比为1:0.2～0.5；
d、将步骤a制备的复合物前驱体在5秒内注射到步骤c制备的反应液C中，继续保温0.2～2h，获得反应液D；
其中：所述复合物前驱体A与所述反应液C的体积比为1:50～100；
e、将步骤b制备的油酸钆前驱体在5秒内注射到步骤d制备的反应液D中，继续保温0.2～2h，然后自然冷却至室温，即得到油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
其中：所述油酸钆前驱体与所述反应液D的体积比为1:50～300；
f、用聚乙二醇-聚丙烯酸对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性，即获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤a中的钇盐为YCl3、Y(NO3)3或Y(CH3COO)3，镱盐为YbCl3、Yb(NO3)3或Yb(CH3COO)3，铒盐为ErCl3、Er(NO3)3或Er(CH3COO)3；
步骤b中的钆盐为GdCl3、Gd(NO3)3或Gd(CH3COO)3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤f中用聚乙二醇-聚丙烯酸对步骤e制备的油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶进行水溶性表面改性的步骤为：
f1、将油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶加入烧杯中，然后加入环己烷，分散均匀，得到溶液E；
其中：油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶质量与环己烷体积的比为5～20mg：5～20mL；
f2、将聚乙二醇-聚丙烯酸加入烧杯中，然后加入1,4-二氧六环，分散均匀，得到溶液F；
其中：聚乙二醇-聚丙烯酸质量与1,4-二氧六环体积的比为5～50mg：5～20mL；
f3、向所述溶液F中加入溶液E，在20～80℃下搅拌2～24小时，得到反应液G；
f4、将所述反应液G离心分离，所得固体产物用1,4-二氧六环与水的混合溶液分散后旋蒸干燥，所得固体再分散于水中，即完成所述油溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的水溶性表面改性，获得水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶；
其中：混合溶液中1,4-二氧六环与水的体积比为2：1～2。
4.一种权利要求1～3中任意一项所述制备方法所制备的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶，其特征在于：所述水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的纵向摩尔弛豫率r1值为15-25mM-1S-1。
5.根据权利要求4所述的水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶，其特征在于：所述水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶的壳层材料为六方相的NaGdF4。
CN201610414308.XA 2016-06-06 2016-06-06 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用 Active CN106075474B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610414308.XA CN106075474B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610414308.XA CN106075474B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106075474A CN106075474A (zh) 2016-11-09
CN106075474B true CN106075474B (zh) 2019-03-08

Family

ID=57845878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610414308.XA Active CN106075474B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106075474B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108735902A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 丛聪 柔性全波段光电材料、光电器件及其制造方法
CN107640782A (zh) * 2017-09-26 2018-01-30 安徽省立医院 一种亚10纳米氟化钙核壳纳米晶的制备方法及其在核磁共振中的应用
CN107603625A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 运城学院 一种超增强发光的上转换核壳纳米晶材料及其制备方法
CN108677233B (zh) * 2018-05-28 2019-08-16 浙江大学 采用电沉积六方相NaGdF4低温诱导制备六方相NaYF4:Yb,Er材料的方法
CN109529058A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 合肥工业大学 一种稳定性团簇状纳米造影剂及其制备方法和用途
RU2699071C1 (ru) * 2019-04-16 2019-09-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Новый полиэтиленгликольсодержащий глицеролипид
CN112898976B (zh) * 2020-11-24 2023-05-16 武汉理工大学 一种具有核壳结构的LiGdF4晶体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102391874A (zh) * 2011-09-21 2012-03-28 中国科学院上海硅酸盐研究所 具有双重作用的NaYF4基荧光纳米颗粒及其制备方法
CN103285409A (zh) * 2013-06-25 2013-09-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 具有化/放疗协同作用的磁共振/上转换荧光双模式成像造影剂及其制备方法
CN103623436A (zh) * 2012-08-22 2014-03-12 北京万德高科技发展有限公司 生物相容性磁性稀土纳米颗粒、其制备及磁共振成像应用
WO2016055941A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 National Research Council Of Canada Anti-tau antibody and uses thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102391874A (zh) * 2011-09-21 2012-03-28 中国科学院上海硅酸盐研究所 具有双重作用的NaYF4基荧光纳米颗粒及其制备方法
CN103623436A (zh) * 2012-08-22 2014-03-12 北京万德高科技发展有限公司 生物相容性磁性稀土纳米颗粒、其制备及磁共振成像应用
CN103285409A (zh) * 2013-06-25 2013-09-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 具有化/放疗协同作用的磁共振/上转换荧光双模式成像造影剂及其制备方法
WO2016055941A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 National Research Council Of Canada Anti-tau antibody and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN106075474A (zh) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106075474B (zh) 水溶性NaYF4:Yb,Er@NaGdF4核壳纳米晶及其制备方法和在核磁共振中的应用
Zhang et al. Design and regulation of NaHoF4 and NaDyF4 nanoparticles for high-field magnetic resonance imaging
Liu et al. Conjugation of NaGdF4 upconverting nanoparticles on silica nanospheres as contrast agents for multi-modality imaging
Li et al. Hydrophilic, upconverting, multicolor, lanthanide‐doped NaGdF4 nanocrystals as potential multifunctional bioprobes
Liu et al. Are rare‐earth nanoparticles suitable for in vivo applications?
Damasco et al. Size-tunable and monodisperse Tm3+/Gd3+-doped hexagonal NaYbF4 nanoparticles with engineered efficient near infrared-to-near infrared upconversion for in vivo imaging
Chen et al. Positive and negative lattice shielding effects co‐existing in Gd (III) ion doped bifunctional upconversion nanoprobes
Liu et al. Multifunctional rare-earth self-assembled nanosystem for tri-modal upconversion luminescence/fluorescence/positron emission tomography imaging
CN102140344B (zh) 基于稀土掺杂氟钆化钠核壳结构的双模式纳米荧光标记材料及其制备方法
CN102154012B (zh) 一种诱导制备小尺寸六角相NaYF4纳米基质材料的方法
Jung et al. Europium-doped gadolinium sulfide nanoparticles as a dual-mode imaging agent for T1-weighted MR and photoluminescence imaging
He et al. Optimization of upconversion luminescence of Nd 3+-sensitized BaGdF 5-based nanostructures and their application in dual-modality imaging and drug delivery
CN101337695A (zh) 用微波制备粒径可调纳米四氧化三铁微球的方法
CN102676172B (zh) 稀土掺杂氟镧化钾纳米荧光标记材料及其制备方法
CN101503623A (zh) 一种磁性荧光复合纳米粒子及其制备方法与应用
Yin et al. Structure and dysprosium dopant engineering of gadolinium oxide nanoparticles for enhanced dual-modal magnetic resonance and fluorescence imaging
Xu et al. Supramolecular self-assembly enhanced europium (III) luminescence under visible light
GB2472446A (en) Metal oxide particles coated with polyethylene glycol and their synthesis
CN101928458A (zh) 改性聚乙烯亚胺构建的多功能纳米复合粒子的制备方法
Wu et al. Facile fabrication of water-soluble Ln3+-doped β-NaGdF4 nanocrystals (Ln= Ce, Tb, Eu, Dy) with multicolor luminescence and magnetic properties
Raju et al. Pre-ouzo effect derived fergusonite gadolinium ortho-niobate mesoporous nanospheroids for multimodal bioimaging and photodynamic therapy
CN111477420A (zh) 一种磁性纳米粒子、制备方法及其应用
CN104164233A (zh) 核壳结构稀土纳米颗粒的制备方法
CN103074064A (zh) 一种稀土掺杂磷酸盐LnPO4:RE3+纳米发光颗粒的制备方法
Chen et al. Water‐Soluble, Monodisperse, Lanthanide‐Doped Y (Gd) VO4 Nanocrystals as Promising Multimodal Bioprobe

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant