荧光成像技术因具有无辐射伤害、高灵敏度、低成本等优点,在肿瘤早期诊断方面有广阔的应用前景。其中,小尺寸和高荧光的成像剂起着至关重要的作用。当前研究的成像剂种类很多,也取得了一系列研究进展。但是良好生物相容性是作为成像剂的前提条件。磷酸钙(CaP)具有良好生物相容性和生物活性,它包括羟基磷灰石(HAP),无定形磷酸钙(ACP),碳酸磷灰石(CHA)等。而且,CaP对稀土离子(REs)掺杂具有很好的适应性。REs掺杂CaP纳米颗粒(REs:CaP)可成为生物相容性的成像剂。目前REs:CaP研究主要集中在通过调控REs取代不同Ca2+位点和REs之间能量传递来增强荧光。然而,REs:CaP的尺寸增大和团聚不可避免会发生,这一直是开发REs:CaP成像应用的瓶颈。我们研究了一种聚丙烯酸(PAA)络合-沉淀法,用于可控合成单分散且尺寸小于10 nm的Eu:CaP纳米点。研究表明,当5.6≤pHcom≤7.0,2.0≤R≤5.0,7.0≤pHpre≤9.3,25℃≤Tpre≤120℃时,可实现对Eu:CaP纳米点的可控化制备。Eu:CaP产物的微观结构和物相随着R和pHpre增加而规律性变化。当0100 nm),并以此为模板制备出大尺寸Eu:CaP产物(>100 nm);当2.0≤R≤5.0时,由于静电排斥起主导,形成超小PAA-Ca(Eu)络合物(2-3 nm),并以此为模板制备出Eu:CaP纳米点(<10 nm)。Eu:CaP纳米点(<10 nm)具有优异的荧光性能。研究表明,与Eu:CaP纳米颗粒(114 nm)和PAA-Ca(Eu)络合物(2-3 nm)相比,Eu:CaP纳米点在617 nm处的荧光强度分别增强280%和70%(394 nm激发),相应量子产率分别提高340%和190%,荧光寿命分别延长450%和200%。同时,当25℃≤Tpre≤120℃,7.0 ≤pHpre≤9.3时,Eu:CaP纳米点具有稳定的荧光性能。Eu:CaP纳米点表现出显著的表面效应(SE),基于SE与Eu3+-02-电荷转移(CTB)的协同作用,实现Eu:CaP纳米点在254 nm激发下的荧光增强,基于SE与晶体场效应(CFE)的协同作用,实现Eu:CaP纳米点在394 nm激发下的荧光增强。Eu:CaP纳米点(<10 nm)对L02细胞未显示出毒性,且对裸鼠肝脏和肾脏未显示出明显形态损伤。与Eu:CaP纳米颗粒(114 nm)相比,Eu:CaP纳米点在体外、体内表现出更强的荧光信号。组织分布结果表明Eu:CaP纳米点主要被肾脏清除而非网状内皮系统(RES)清除。Eu:CaP纳米点在肿瘤中的累积量为Eu:CaP纳米颗粒的5.1倍,表明其对肿瘤的被动靶向能力提高。而且Eu:CaP纳米点在最初的3 h内显示出快速的血液清除率,并在8 h时可从血液中清除74%。