上转换发光材料是一类反Stokes定律发光的材料,这种材料在长波长光激发下,可持续发射波长比激发波长短的光。稀土上转换发光材料吸收近红外光波,可以在紫外、可见或近红外光区发射光波。由于红外激发光波对生物组织的穿透能力强、且不会使被检测的生物对象产生自体荧光,因而,关于稀土上转换发光纳米材料及其在生物分析中应用的研究受到科研人员的广泛关注。在稀土上转换发光纳米材料的文献中,大多以NaYF4为基质,而最新的研究表明,以NaLuF4为基质时材料的发光性能更好。鉴于此,本实验尝试以NaLuF4为基质,合成一种发光强度大、生物相容性好的稀土上转换纳米粒子。本研究以水-乙醇-油酸作为反应体系,以稀土硬脂酸盐为前驱体,溶剂热法合成了NaLuF4:Yb,Er纳米粒子。以发光强度为考察指标,对合成条件进行了优化,确定的最佳反应条件为：反应温度为160℃,反应时间为20 h,氟离子与稀土离子的摩尔比为5：1,钠离子与稀土离子的摩尔比为2：1,反应体系的pH值为6.0,油酸的加入量为5 mL,Er3+、Yb3+离子掺杂浓度分别为2%和20%。在此条件下合成的纳米粒子的发光性能良好,最大发射波长为542 nm。采用透射电子显微镜、X-射线衍射仪和红外光谱仪对合成的NaLuF4:Yb,Er纳米粒子进行了表征。结果表明,合成的纳米粒子是六方和立方NaLuF4的混晶,其中六方晶型为主,粒子形貌为规则的球形,粒径在30～50 nm之间,粒子表面包覆了油酸。为提高纳米粒子的水溶性和生物相容性,对NaLuF4:Yb,Er纳米粒子进行了氨基化修饰,对氨基修饰的NaLuF4:Yb,Er纳米粒子进行了表征,结果表明,在NaLuF4:Yb,Er纳米粒子表面成功地修饰了氨基,修饰后纳米粒子的粒径为50～70 nm。在EDC和NHSS作用下,将氨基修饰的NaLuF4:Yb,Er纳米粒子和兔抗人CEA抗体偶联。基于CEA抗体和HeLa细胞表面的CEA抗原的特异性结合,成功地用NaLuF4:Yb,Er纳米粒子对HeLa细胞进行了免疫标记和成像。