稀土復合納米熒光粒子的合成及其在指紋顯現中的應用.pdf

1、稀土納米熒光材料是指含有稀土離子的基質粒子尺寸在1～100 nm的一類發(fā)光材料。以YVO4和LaPO4為基質的稀土復合納米熒光材料具有發(fā)光強度高、穩(wěn)定性強，顯色性能好等優(yōu)良的光學特性，在基礎研究和技術應用領域方面?zhèn)涫苋藗冴P注。稀土復合納米熒光材料用做生物標記物具有毒性低、發(fā)光強度高而穩(wěn)定、斯托克斯位移大、熒光壽命長等一系列優(yōu)點，可以較好的克服傳統(tǒng)熒光分析法固有的易被光漂白與分解、靈敏度低等缺點。目前，稀土納米熒光材料的合成方法有高溫固相

2、法、水熱法、溶膠凝膠法、沉淀法等，但這些方法合成的是納米粉體，顆粒粒度分布范圍較寬，形狀不規(guī)則，不能滿足生物標記物對納米粒子粒度、均勻性、生物相容性以及水溶性的要求。本論文通過直接的水相法制備了系列懸浮穩(wěn)定的稀土納米熒光粒子，研究了其制備工藝、結構和熒光性能，同步表面修飾后實現了其在指紋顯現中的應用?，F歸納如下：
　　 ⑴以稀土硝酸鹽和偏釩酸鈉為原料，采用檸檬酸鈉絡合劑，合成了懸浮穩(wěn)定性較好的YVO4∶Eu溶膠，考察了初始pH值

3、、反應時間、反應溫度以及Eu/Y摩爾比對YVO4∶Eu溶膠結構、晶胞參數以及熒光性能的影響。TEM、XRD和熒光光譜分析結果表明，pH=9.0，60℃熱水浴反應1 h合成的稀土復合納米Y0.7VO4∶Eu0.3溶膠熒光性能最好，其最大發(fā)射峰在619 nm;YVO4∶Eu熒光粒子為球形顆粒，粒徑為10 nm，分散均勻，Eu3+取代Y3+形成了很好的(Y,Eu)VO4固溶體，其晶胞參數隨著Eu3+含量的增加逐步增大。在紫外光照射下，經不同修

4、飾劑同步表面修飾后的YVO4∶Eu溶膠可以清晰地顯現出光滑客體上的指紋，顏色為紅色。
　　 ⑵以稀土硝酸鹽為原料，通過三聚磷酸鈉的水解合成了粒徑較小且均勻的LaPO4∶Ce,Tb溶膠，采用XRD、TEM、熒光光譜等技術，研究了LaPO4∶Ce,Tb納米熒光粒子的尺寸、形貌及發(fā)光性能。結果表明，pH值在8.0～9.0，90℃熱水浴反應3 h合成的La0.65PO4∶Ce0.25,Tb0.10溶膠熒光性能最好，量子產率達50.05％

5、，其最大發(fā)射峰在545 nm；晶粒尺寸為8.3 nm;采用巰基乙酸(TGA)對LaPO4∶Ce,Tb溶膠進行表面修飾后應用于指紋助顯實驗，紫外光照射下發(fā)出明亮的綠光，當摩爾比[TGA]∶[La0.60PO4∶Ce0.25,Tb0.15]=3.546∶1時顯現的指紋紋線清晰、細節(jié)特征豐富，具有較高的鑒定價值。
　　 ⑶模擬指紋物質成分，配制了模擬氨基酸和模擬油脂溶液，考查了其對不同熒光材料及修飾劑熒光的影響。研究結果表明，當納米熒