CN106244140B - 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106244140B
CN106244140B CN201610597706.XA CN201610597706A CN106244140B CN 106244140 B CN106244140 B CN 106244140B CN 201610597706 A CN201610597706 A CN 201610597706A CN 106244140 B CN106244140 B CN 106244140B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixed solution
infrared long
nano material
alcohol
nickel ion
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
CN201610597706.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106244140A (zh
Inventor
邱建荣
李杨
聂健敏
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.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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 South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201610597706.XA priority Critical patent/CN106244140B/zh
Publication of CN106244140A publication Critical patent/CN106244140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106244140B publication Critical patent/CN106244140B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/60—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing iron, cobalt or nickel
    • C09K11/602—Chalcogenides
    • C09K11/605—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals

Abstract

本发明公开了一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，以ZnGa2O4为基体材料，掺杂0.1～5mol％的Ni。本发明还公开了上述近红外长余辉纳米材料的制备方法：(1)以醋酸锌，硝酸镓，硝酸镍为原料，将原料加入水和酒精的混合溶液中，在室温下搅拌后加入乙酰丙酮，在室温下搅拌得到混合溶液；(2)将混合溶液干燥，得到湿凝胶；(3)将正丁醇和酒精的混合溶液加入湿凝胶中，反应后干燥，得到干凝胶；(4)干凝胶经研磨后转移到坩埚中，在900‑1200℃熔炉中烧2h，得到粉体材料。本发明的近红外长余辉纳米材料余辉带宽为1050‑1600纳米，余辉峰位于1250‑1350纳米处，能够很好的应用于生物成像领域。

Description

一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及近红外长余辉材料，特别涉及一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
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(NIR)，分子发射近红外光(650-1350nm)，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。而长余辉材料因为在信号采集过程中没有激发光的干扰，可以极大限度的提高成像精度。但是现在这种近红外材料的种类还是很少，发光中心也很少。最近发展的近红外长余辉材料也仅限于高温固相烧结，高温烧结将导致长余辉材料颗粒增大，因此要想进一步推进近红外长余辉材料在生物成像中的应用，非常有必要发展改进的合成技术制备纳米近红外长余辉材料。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，余辉带宽为1050-1600纳米，余辉峰位于1250-1350纳米处。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，以ZnGa2O4为基体材料，基体材料中掺杂0.1～5mol％的Ni。
所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，包括以下步骤：
(1)以醋酸锌，硝酸镓，硝酸镍为原料，将原料加入水和酒精的混合溶液中，在室温下搅拌后加入乙酰丙酮，在室温下搅拌得到混合溶液，其中混合溶液的PH值控制在2-4；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液放到80-90℃烘箱干燥24-36h，得到湿凝胶；
(3)将正丁醇和酒精的混合溶液加入到步骤(2)得到的湿凝胶中，放到70-80℃的油浴锅中反应1-2h，随后升温到95-100℃反应1-1.5小时，待烧杯中的液体完全反应后，将温度提升到120-150℃反应20-30分钟，干燥后得到干凝胶；
(4)步骤(3)得到的干凝胶经研磨后转移到坩埚中，在900-1200℃熔炉中烧1-2h，得到粉体材料。
所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，还包括以下步骤：
(5)将步骤(4)得到的粉体装入离心管，通过超声30min，6000-7000转离心10-15min，酒精洗3-4次，水洗3-4次，之后静置至少48小时后以10000转离心10-15min，不同粒径的粉体颗粒分离，得到颗粒小于100纳米的纳米粒子。
步骤(1)所述乙酰丙酮与混合溶液中的金属离子总量的摩尔比为1:1。
步骤(1)所述水和酒精的混合溶液中，水和酒精的体积比为＝1:(1-1.5)。
步骤(3)所述的正丁醇和酒精的混合溶液中，正丁醇百分比为30-40％。
所述二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的应用，用于作为生物成像中的标记物。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的近红外长余辉纳米材料，通过掺杂Ni2+离子，实现了近红外长余辉发光，余辉带宽为1050-1600纳米，余辉峰位于1250-1350纳米处。
(2)本发明的近红外长余辉纳米材料的制备方法，制备得到的近红外长余辉粉体材料，颗粒小于100纳米并且单分散性良好，均匀性优异，颗粒经高温1000度以上高温烧结后，仍然不会团聚，颗粒稳定性良好，且余辉时间大于350分钟，能够很好的应用于生物成像领域。
附图说明
图1为本发明的实施例1制备的纳米近红外长余辉材料的荧光发射光谱。
图2为本发明的实施例1制备的纳米近红外长余辉材料的荧光激发光谱。
图3为本发明的实施例1制备的纳米近红外长余辉材料的余辉光谱。
图4为本发明的实施例1制备的纳米近红外长余辉材料的余辉衰减曲线。
图5为本发明的实施例1制备的纳米近红外长余辉材料的扫描电镜图。
图6为本发明的实施例2制备的纳米近红外长余辉材料的荧光发射光谱。
图7为本发明的实施例2制备的纳米近红外长余辉材料的荧光激发光谱。
图8为本发明的实施例2制备的纳米近红外长余辉材料的余辉光谱。
图9为本发明的实施例2制备的纳米近红外长余辉材料的余辉衰减曲线。
图10为本发明的实施例2制备的纳米近红外长余辉材料的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的Ni2+离子激活镓酸锌纳米近红外长余辉标记物的制备方法：
按照以下成分：基体为ZnGa2O4，Ni2+的掺杂量为0.1mol％；
(1)以醋酸锌，硝酸镓，硝酸镍为原料，称取原料并加入20g水和酒精的混合溶液中，在室温下搅拌30分钟后加入取乙酰丙酮，在室温下搅拌1小时得到混合溶液，其中混合溶液的PH值控制在2；其中，乙酰丙酮与混合溶液中的金属离子总量的摩尔比为1:1；所述水和酒精的混合溶液中，水和酒精的体积比为＝1:1；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液放到80℃烘箱干燥24h，得到湿凝胶；
(3)将20g正丁醇和酒精的混合溶液加入到步骤(2)得到的湿凝胶中，放到70℃的油浴锅中反应1h，随后升温到98℃反应1小时，待烧杯中的液体完全反应后，将温度提升到150℃反应20分钟，干燥后得到干凝胶；所述正丁醇和酒精的混合溶液中，正丁醇和酒精的体积比为3:7；
(4)步骤(3)得到的干凝胶经研磨后转移到坩埚中，在1200℃熔炉中烧2h，得到粉体；
(5)将步骤(4)得到的粉体装入离心管，通过超声30min，6000转离心10min，酒精洗3次，水洗3次，之后静置48小时后通过10000转离心10min将大颗粒和小颗粒进行分离，即可得到颗粒小于100纳米，单分散良好的纳米粒子。
本实施例制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料的荧光光谱如图1所示显示，在300nm激发下出现了1250nm的发光。图2是监测1250nm的发光，有3个发光峰，分别位于300nm、380nm和600nm。这3个激发峰都是Ni2+的特征激发峰。图3显示了本实施例制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料在300nm光下照射10分钟后，所制备样品具有1050-1600的宽带余辉发光，并且余辉峰位于1250nm处。图4显示停止激发后监测1250nm的发光，衰减时间长达350分钟。图5是本发明制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料的扫描电镜图，显示了本发明制备的材料颗粒小于100纳米，并且分散性良好，单颗纳米粒子的形貌可见，虽然经过了1200摄氏度的高温烧结，但是依然能够得到分散性很好的纳米粒子，使得这种材料能够很好的应用在生物成像中。
实施例2
本实施例的Ni2+离子激活镓酸锌纳米近红外长余辉标记物的制备方法：
按照以下成分：基体为ZnGa2O4，Ni2+的掺杂量为5mol％；
(1)以醋酸锌，硝酸镓，硝酸镍为原料，称取原料并加入20g水和酒精的混合溶液中，在室温下搅拌30分钟后加入取乙酰丙酮，在室温下搅拌1小时得到混合溶液，其中混合溶液的PH值控制在4；其中，乙酰丙酮与混合溶液中的金属离子总量的摩尔比为1:1；所述水和酒精的混合溶液中，水和酒精的体积比为＝1:1；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液放到80℃烘箱干燥24h，得到湿凝胶；
(3)将20g正丁醇和酒精的混合溶液加入到步骤(2)得到的湿凝胶中，放到70℃的油浴锅中反应1h，随后升温到98℃反应1小时，待烧杯中的液体完全反应后，将温度提升到150℃反应20分钟，干燥后得到干凝胶；所述正丁醇和酒精的混合溶液中，正丁醇和酒精的体积比为3:7；
(4)步骤(3)得到的干凝胶经研磨后转移到坩埚中，在900℃熔炉中烧2h，得到粉体；
(5)将步骤(4)得到的粉体装入离心管，通过超声30min，6000转离心10min，酒精洗3次，水洗3次，之后静置48小时后通过10000转离心10min将大颗粒和小颗粒进行分离，即可得到颗粒小于100纳米，单分散良好的纳米粒子。
本实施例制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料的荧光光谱如图6所示显示，在300nm激发下出现了1350nm的发光。图7是监测1250nm的发光，有3个发光峰，分别位于300nm、390nm和620nm。这3个激发峰都是Ni2+的特征激发峰。图8显示了本实施例制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料在300nm光下照射10分钟后，所制备样品具有1050-1600的宽带余辉发光，并且余辉峰位于1350nm处。图9显示停止激发后监测1350nm的发光，衰减时间长达150分钟。图10是本发明制备的Ni2+掺杂的镓酸锌纳米近红外长余辉纳米材料的扫描电镜图，显示了本发明制备的材料颗粒小于100纳米，并且分散性良好，单颗纳米粒子的形貌可见，虽然经过了900摄氏度的高温烧结，但是依然能够得到分散性很好的纳米粒子，使得这种材料能够很好的应用在生物成像中。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料，其特征在于，以ZnGa2O4为基体材料，基体材料中掺杂0.1mol％的Ni。
2.二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以醋酸锌，硝酸镓，硝酸镍为原料，将原料加入水和酒精的混合溶液中，在室温下搅拌后加入乙酰丙酮，在室温下搅拌得到混合溶液，其中混合溶液的PH值控制在2-4；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液放到80-90℃烘箱干燥24-36h，得到湿凝胶；
(3)将正丁醇和酒精的混合溶液加入到步骤(2)得到的湿凝胶中，放到70-80℃的油浴锅中反应1-2h，随后升温到95-100℃反应1-1.5小时，待烧杯中的液体完全反应后，将温度提升到120-150℃反应20-30分钟，干燥后得到干凝胶；
(4)步骤(3)得到的干凝胶经研磨后转移到坩埚中，在900-1200℃熔炉中烧1-2h，得到以ZnGa2O4为基体材料，且基体材料中掺杂0.1mol％的Ni的所述二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料。
3.根据权利要求2所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(5)将步骤(4)得到的粉体装入离心管，通过超声30min，6000-7000转离心10-15min，酒精洗3-4次，水洗3-4次，之后静置至少48小时后以10000转离心10-15min，不同粒径的粉体颗粒分离，得到颗粒小于100纳米的纳米粒子。
4.根据权利要求2所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述乙酰丙酮与混合溶液中的金属离子总量的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求2所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水和酒精的混合溶液中，水和酒精的体积比为＝1:(1-1.5)。
6.根据权利要求2所述的二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的正丁醇和酒精的混合溶液中，正丁醇百分比为30-40％。
CN201610597706.XA 2016-07-26 2016-07-26 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用 Active CN106244140B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610597706.XA CN106244140B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610597706.XA CN106244140B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106244140A CN106244140A (zh) 2016-12-21
CN106244140B true CN106244140B (zh) 2019-08-20

Family

ID=57604713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610597706.XA Active CN106244140B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106244140B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107945690B (zh) * 2017-11-29 2020-03-06 四川三盛恒业科技有限公司 一种长余辉自发光公共标识牌及其制作方法
CN108998020A (zh) * 2018-02-12 2018-12-14 有研稀土新材料股份有限公司 一种近红外荧光粉以及含该荧光粉的发光装置
CN115368892B (zh) * 2022-08-08 2023-08-22 江南大学 一种具有成像指引杀菌功能的新型自组装长余辉探针及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353228A (zh) * 2008-09-05 2009-01-28 浙江大学 超宽带近红外发光透明微晶玻璃
CN103710027A (zh) * 2013-11-27 2014-04-09 华南理工大学 具有光激励荧光的近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2480625A4 (en) * 2009-09-21 2013-04-03 Univ Georgia NEAR-INFRARED DOPED PHOSPHORES HAVING A ZINC, GERMANIUM AND GALLATE MATRIX

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353228A (zh) * 2008-09-05 2009-01-28 浙江大学 超宽带近红外发光透明微晶玻璃
CN103710027A (zh) * 2013-11-27 2014-04-09 华南理工大学 具有光激励荧光的近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Divalent Nickel-Activated Gallate-Based Persistent Phosphors in the Short-Wave Infrared;Feng Liu等;《Adv. Optical Mater.》;20160127;第4卷;562–566
Qian Xu等.Structural and chemical characterization of novel NixZn1−xGa2O4 nanocatalysts at atomic resolution.《Applied Surface Science》.2015,第353卷419–424.
镓酸锌掺杂锰发光材料的制备进展;史强等;《科技信息》;20101231;35-37

Also Published As

Publication number Publication date
CN106244140A (zh) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Recent progress in biomedical applications of persistent luminescence nanoparticles
Liang et al. Recent progress in engineering near-infrared persistent luminescence nanoprobes for time-resolved biosensing/bioimaging
CN106244140B (zh) 一种二价镍离子激活的近红外长余辉纳米材料及其制备方法和应用
CN105802627B (zh) 一种近红外光激发上转换长余辉的复合纳米材料及其制备
CN103215041B (zh) 一种近红外超长余辉发光纳米材料的制备方法
CN106590656A (zh) 一种近红外长余辉发光纳米颗粒的制备方法
CN103897696B (zh) 一种Cr掺杂的纳米近红外长余辉材料及其制备方法
CN113637476B (zh) 稀土离子共掺杂近红外长余辉发光纳米材料、其制备方法和应用
CN110093154B (zh) Mg2+/Si4+取代Ga3+的掺Cr3+镓酸锌基近红外长余辉材料及制备方法
CN106433627A (zh) 一种Cr3+掺杂的镓酸锌近红外长余辉发光纳米颗粒及制备方法
CN105950146A (zh) 一种稀土钐掺杂羟基磷灰石荧光材料的制备方法
Kang et al. SrAl12O19: Fe3+@ 3‐aminopropyl triethoxysilane: Ambient aqueous stable near‐infrared persistent luminescent nanocomposites
CN106957644A (zh) 一种基于长余辉纳米材料的指纹检测探针及其制备方法与在潜指纹检测中的应用
CN106221697B (zh) 一种Fe3+离子激活铝酸盐近红外长余辉材料及其制备方法和应用
CN110408377A (zh) 一种稀土掺杂NaCeF4近红外荧光纳米探针及其制备方法和生物应用
CN103602332A (zh) 一种高发光强度碳纳米粒子的制备方法
CN104326739B (zh) 一种焦硅酸钕高温陶瓷色料及其制备方法
CN108785690B (zh) 一种肿瘤诊疗一体化纳米材料及其制备方法
CN108545950A (zh) 一种掺铒荧光生物活性玻璃及其制备方法
Wang et al. LiGa5O8: Cr3+@ PEG nanomaterials with near-infrared-persistent luminescence for bioimaging applications
CN104004517A (zh) 形貌规整的小尺寸近红外长余辉发光纳米材料的制备方法
CN108300460A (zh) 一种纳米硫化物近红外长余辉材料及其制备和应用
CN105713601B (zh) 一种硫化物近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用
CN109971468A (zh) 一种长余辉纳米材料及其制备方法和应用
CN106986319A (zh) 具有高发光强度的绿色荧光标记的铽/锶共掺羟基磷灰石纳米粒子的制备方法

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