嫁接近红外发光稀土配合物磁性二氧化硅核壳纳米结构的研究

磁性能和光学性能在化学、生物、药学以及生物技术等领域中都有着极其重要的应用。因此，磁、光双功能纳米材料的制备及生物体系中的应用都已经成为当前的研究热点。在当前已经设计合成的磁、光双功能纳米材料中，主要有两种物质常被用于荧光光源：有机荧光化合物和量子点，如CdSe等。然而，这两种物质作为荧光材料与稀土配合物相比都有其自身的缺陷。众所周知，稀土离子的近红外发光，其光谱范围位于800-1700nm，更适宜用于生物体系，在光纤通讯、激光系统、诊断学及荧光免疫分析等方面也具有广泛的应用，且对特定波段的荧光具有丰富的可选择性。针对稀土配合物在可见区与近红外区的不同特征光学性质，本项目拟在前期可见光区稀土磁光双功能材料研究工作基础上，利用层层组装和溶胶凝胶等实验方法，将一系列具有近红外发光特性的稀土配合物通过共价键嫁接到磁性二氧化硅纳米粒子上，系统开展近红外发光稀土磁、光双功能纳米材料的制备和性能研究。

主要工作有以下两个方面：1. 利用简单易行的合成方法，我们成功地合成了兼具磁性和发光性能的双功能纳米材料。具体实验方法是采用改进的Stöber法和层层组装技术，用二氧化硅包覆具有超顺磁性能的小尺寸四氧化三铁纳米粒子，继而将近红发光Yb3+离子和Nd3+离子配合物共价嫁接到磁性二氧化硅纳米球表面，得到磁光性能一体的双功能材料，使这一体系更加具有潜在的应用价值。.2. 利用包覆的方法将超顺磁性的Fe3O4纳米粒子和上转换荧光NaYF4:Yb,Er纳米粒子封装于SiO2外壳内，利用SiO2壳层易于进一步修饰的性质优点，用具有羧酸配位点的硅烷偶联剂配体进一步修饰复合纳米粒子，再加入具有下转换发光性质的稀土离子与配体形成外层的功能层，使复合粒子具有上转换荧光低噪声影响检测优点的同时也具备了下转换荧光简便易行的特点。同时，对得到的复合纳米粒子进行了细胞毒理的研究，以证明复合纳米粒子的低毒无害性。