表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)采用溶剂热法合成表面包裹有惰性NaGdF

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物材料制备技术领域，具体涉及一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用。

背景技术

迄今为止，癌症仍然是导致人类死亡的主要原因之一。生物成像作为癌症诊断的主要方式之一，也已经成为人们研究的热点。稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)是一类新兴的发光标记材料，由于其特殊的反斯托克斯位移发光过程，利用近红外光作为激发光源，能够发射可见、紫外光等，并且能够有效的消除自发荧光产生的背景干扰。同时，UCNPs还拥有许多优点，例如光稳定性强、发射谱带窄、荧光寿命长、生物毒性低、以及对生物组织无损伤等，基于以上优点UCNPs被广泛应用于生物成像领域，如上转换发光成像、磁共振成像、计算机断层扫描成像、正电子发射计算机体层摄影等。

近年来，纳米复合材料用于生物成像引导的癌症治疗已经引起人们越来越多的关注，这是由于这些纳米复合材料可以同时实现癌症的治疗和诊断，从而大大提高治疗效果和减低副作用。因此诊疗一体化纳米复合材料的设计与合成在肿瘤的治疗方面显得尤为重要。相比于传统的癌症治疗手段(放疗、化疗等)，光热治疗作为一种新型的癌症治疗策略，可以将光能转换为热量，从而使肿瘤的局部温度升高，进而导致肿瘤消融。目前，由于光热治疗的可控操作性、高灵敏度、非侵害性和低组织毒性等优点越来越引起研究者们的关注。

光热试剂是指能够将光能转换为热能的一种新型材料，目前报道的光热试剂包括金纳米粒子、铂纳米粒子，WO_2.9纳米棒、Cu_7.2S₄纳米晶、MoS₂纳米片、Bi₂O₃纳米棒、碳纳米材料、聚合物纳米粒子等。在这些已报道的光热材料中，有许多属于无机非生物降解物质，存在长期体内滞留的危险，进而存在生物安全问题，使其临床应用受到严重阻碍。因此，人们付出了巨大的努力来开发可以迅速排泄的无机纳米材料。而报道最多的是利用超小型纳米粒子，其行为有点像小分子。然而，这些超小型纳米粒子会失去一定的“纳米级优势”，并且血液循环时间会显着缩短，此外，由于肾脏排泄迅速，这些粒子还会导致渗透性和滞留效应减弱，不能达到理想的治疗效果。

因此，研究在不损害其成像和治疗效果的情况下，开发一种即时清除的无机纳米平台材料是非常有必要的。目前已报道的基于上转换纳米粒子和光热试剂的复合材料，大多是分别制备两种纳米粒子，然后通过物理吸附或者化学键将两者连接，这种合成过程复杂且耗时，过程可控性差，制备的材料稳定性差；且所制备的体系复合材料的综合性能不能满足诊疗一体化的需要，无法应用在诊疗一体化领域。

因此，研究一种新的无机纳米复合材料的温和、便捷、高效的制备方法，并且改进复合材料的综合性能，使其满足诊疗一体化的特别需求，就显得较为重要。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，而提供了一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，该方法工艺简洁、温和、可控性好、制备的材料稳定性、一致性好；且其制备的复合材料经过改性处理后，能够满足临床诊疗一体化，即荧光成像、磁共振成像、光热治疗的一体化需要，使其能够应用在诊疗一体化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)采用溶剂热法合成表面包裹有惰性NaGdF₄层的油溶性稀土上转换发光纳米晶，并分散在环己烷中，形成第一分散液；

(2)在氩气气氛下，分别将过渡金属氯化物与单质硫溶解在油胺(OM)和1-十八碳烯(ODE)的混合溶液中，作为前驱体，然后以第一分散液为底物，生长过渡金属二硫化物纳米晶体，得到油溶性的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，并分散在三氯甲烷中，形成第二分散液；

(3)预备两亲性聚合物(C₁₈PMH-mPEG)配体，并在常温条件下与第二分散液搅拌，通过疏水疏水作用，对材料进行水溶性改性，即得到水溶性的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料。

所述步骤(1)中表面包裹有惰性NaGdF₄层的油溶性稀土上转换发光纳米晶包括：

NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Ho@NaGdF₄。

所述步骤(2)包括如下具体步骤：

(21)先加热220～300μL过渡金属氯化物溶液，除水至固体，再向其中分别加入6～8mLOM和ODE，在氩气氛围下升温至120～130℃搅拌30～60min，得到过渡金属氯化物前驱体；

(22)同时，在另一反应装置中取硫单质0.2～0.3g，加入4～6mLOM，在氩气氛围下，常温搅拌至完全溶解，得到硫单质前驱体；

(23)最后，在第一分散液中加入4～6mLOM和ODE，加热约30～60min除环己烷，在氩气保护下升温至120～130℃，加入过渡金属氯化物前驱体，反应20～30min，再升温至300～310℃，高温下注入硫单质前驱体，继续搅拌反应30～60min，自然冷却至室温；

(24)离心、洗涤，取固体分散在三氯甲烷中，形成第二分散液。

所述步骤(2)中过渡金属氯化物溶液为：VCl₄、WCl₄、MoCl₄溶液。

所述步骤(3)包括如下具体步骤：

(31)将溶解了C₁₈PMH-mPEG配体的三氯甲烷与第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至凝固，加水溶解；

(32)离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料。

一种采用前述方法制备的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其特征在于，其是采用直接生长法，由上转化纳米晶表面生长过渡金属二硫化物，再经过两亲性聚合物改性而成，其尺寸均一，具有良好的水溶性、生物相容性；且具有荧光成像、磁共振成像、光热效应的属性。

一种前述表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的应用，其特征在于，将其用作制备荧光成像或磁共振成像的造影剂。

一种前述表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的应用，其特征在于，将其用作制备近红外光热治疗的光热试剂。

本发明的优点在于：

(1)本发明提供的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，重点在于，通过独特的组分、配方及制备工艺，采用直接生长法，对纳米结构进行组装，步骤少、操作方便，制备过程高效、稳定、可重复性高。相比于目前常见的基于上转换纳米粒子和光热试剂的复合材料，大多是通过物理吸附或者化学键将两者相连接的方法，这种合成过程可以克服现有方法的工艺复杂、过程可控性差、材料质量稳定性差等不足，能够实现纳米级结构，且稳定性、一致性、生物相容性好，可以量产，易于产业化；

(2)本发明提供的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，重点在于，将半导体材料运用于生物医疗领域，并使用独特的两亲性聚合物进行改性，所得材料尺寸较小(平均粒径40-50nm)，突破了原有半导体二维片状材料在生物医疗上尺寸较大的劣势。同时，该材料具有可降解性能，克服了目前许多无机非生物降解物质存在长期滞留体内的危险，本发明可作为制造即时清除的无机纳米平台材料。

(3)本发明提供的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的应用，重点在于，由于进行了独特的改性及其纳米结构，导致其具有良好的生物相容性，具有荧光/磁共振多模式成像属性，以及高效的光热效应，可以应用于癌症等的诊疗一体化治疗过程，其生物医学应用前景非常广阔。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的TEM照片；

图2是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料在980nm激光激发下的荧光光谱图；

图3是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的磁共振成像图；

图4是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的光热曲线图。

具体实施方式

实施例1

请参见图1-图4，本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)采用溶剂热法合成表面包裹有惰性NaGdF₄层的油溶性稀土上转换发光纳米晶，并分散在环己烷中，形成第一分散液；

所述的表面包裹有惰性NaGdF₄层的油溶性稀土上转换发光纳米晶包括：

NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Ho@NaGdF₄；

(2)在氩气气氛下，分别将过渡金属氯化物与单质硫溶解在油胺(OM)和1-十八碳烯(ODE)的混合溶液中，作为前驱体，然后以第一分散液为底物，生长过渡金属二硫化物纳米晶体，得到油溶性的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，并分散在三氯甲烷中，形成第二分散液；

所述步骤(2)包括如下具体步骤：

(21)先加热220～300μL过渡金属氯化物溶液，除水至固体，再向其中分别加入6～8mLOM和ODE，在氩气氛围下升温至120～130℃搅拌30～60min，得到过渡金属氯化物前驱体；

(22)同时，在另一反应装置中取硫单质0.2～0.3g，加入4～6mLOM，在氩气氛围下，常温搅拌至完全溶解，得到硫单质前驱体；

(23)最后，在第一分散液中加入4～6mLOM和ODE，加热约30～60min除环己烷，在氩气保护下升温至120～130℃，加入过渡金属氯化物前驱体，反应20～30min，再升温至300～310℃，高温下注入硫单质前驱体，继续搅拌反应30～60min，自然冷却至室温；

(24)离心、洗涤，取固体分散在三氯甲烷中，形成第二分散液。

其中的过渡金属氯化物溶液为：VCl₄、WCl₄、MoCl₄溶液。

(3)预备两亲性聚合物(C₁₈PMH-mPEG)配体，并在常温条件下与第二分散液搅拌，通过疏水疏水作用，对材料进行水溶性改性，即得到水溶性的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，具体步骤为：

(31)将溶解了C₁₈PMH-mPEG配体的三氯甲烷与第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至凝固，加水溶解；

(32)离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料。

一种采用前述方法制备的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其是采用直接生长法，由上转化纳米晶表面生长过渡金属二硫化物，再经过两亲性聚合物改性而成，其尺寸均一、单分散性好，具有良好的水溶性、生物相容性；且具有荧光成像、磁共振成像、光热效应的属性；平均粒径约为40～50nm。

一种前述表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的应用，将其用作制备荧光成像或磁共振成像的造影剂。

一种前述表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的应用，将其用作制备近红外光热治疗的光热试剂。

更为具体的，一种表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)预备70～80mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热250～270μLVCl₄溶液至110℃，除水至固体，再向其中分别加入6～7mLOM和6～7mLODE，在氩气氛围下升温到120℃搅拌30min，得到VCl₄前驱体；同时，在另一反应装置中取0.2～0.3g硫单质，加入5～6mLOM，在氩气氛围下，常温搅拌至完全溶解，得到硫单质前驱体；最后，在NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液中加入5～6mLOM和5～6mL>4前驱体，反应20min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应45min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.03～0.05g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在10mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入10mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为VS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性而制成。

附图1为本实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的TEM照片，观察可知，其纳米粒子分散均匀，证明本发明方法能得到形貌好、单分散性好的纳米材料；并且功能化后的纳米材料，其平均粒径约为40～50nm，因为球形纳米粒子更容易被细胞内吞，这对于其用作生物探针在生物体内循环具有重要意义，能够满足荧光成像、磁共振成像和光热治疗的临床诊疗一体化的需要。

实施例2

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1基本相同，其不同之处在于：

其具体为一种表面生长VS₂的稀土铒掺杂上转换发光纳米复合材料，其制备方法与应用，其包括以下步骤：

(1)预备60～70mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热270～280μLVCl₄溶液至110℃，除水至固体，再向其中分别加入7～8mLOM和7～8mL>4前驱体；同时，在另一反应装置中取0.2～0.3g硫单质，加入5～6mLOM，在氩气氛围下，常温搅拌至完全溶解，得到硫单质前驱体；最后，在NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄环己烷溶液中加入5～6mLOM和5.～6mL>4前驱体，反应30min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应60min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长VS₂的稀土铒掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.04～0.05g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在8mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入9mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长VS₂的稀土铒掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为VS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性。

实施例3

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1、2均基本相同，其不同之处在于：

其具体为一种表面生长VS₂的稀土铒/铥共掺杂上转换发光纳米复合材料的制备方法与应用，其包括以下步骤：

(1)预备70～80mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Er,Tm@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热230～250μLVCl₄溶液至110℃，除水至固体，再向其中分别加入6～7mLOM和6～7mL>4前驱体；同时，在另一反应装置中取0.1～0.2g硫单质，加入4～5mL>4:Yb,Er,Tm@NaGdF₄环己烷溶液中加入4～5mL>4前驱体，反应25min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应50min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长VS₂的稀土铒/铥共掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.03～0.04g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在8mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入9mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长VS₂的稀土铒/铥共掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Er,Tm@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为VS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性。

实施例4

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-3均基本相同，其不同之处在于：

其为一种表面生长VS₂的稀土钬掺杂上转换发光纳米复合材料的制备方法与应用，其包括以下步骤：

(1)预备70～80mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Ho@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热260～270μLVCl₄溶液至120℃，除水至固体，再向其中分别加入7～8mLOM和7～8mL>4前驱体；同时，在另一反应装置中取0.2～0.3g硫单质，加入5～6mL>4:Yb,Ho@NaGdF₄环己烷溶液中加入5～6mL>4前驱体，反应30min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应60min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长VS₂的稀土钬掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.03～0.04g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在7mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入8mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长VS₂的稀土钬掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Ho@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为VS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性。

实施例5

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-4均基本相同，其不同之处在于：

其为一种表面生长WS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的制备方法与应用，其包括以下步骤：

(1)预备70～80mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热250～260μLWCl₄溶液至110℃，除水至固体，再向其中分别加入6～7mLOM和6～7mL>4前驱体；同时，在另一反应装置中取0.2～0.3g硫单质，加入5～6mL>4:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液中加入5～6mL>4前驱体，反应20min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应45min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长WS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.03～0.04g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在7mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入8mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长WS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为WS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性。

实施例6

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-5均基本相同，其不同之处在于：

其具体是一种表面生长MoS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的制备方法与应用，其包括以下步骤：

(1)预备70～80mg粒径为30～35nm的NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液，为第一分散液；

(2)先加热250～260μLMoCl₄溶液至110℃，除水至固体，再向其中分别加入6～7mLOM和6～7mLODE，在氩气氛围下升温到120℃搅拌30min，得到MoCl₄前驱体；同时，在另一反应装置中取0.2～0.3g硫单质，加入5～6mLOM，在氩气氛围下，常温搅拌至完全溶解，得到硫单质前驱体；最后，在NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄环己烷溶液中加入5～6mLOM和5～6mL>4前驱体，反应20min后，再升温至300℃，高温条件下，注入硫单质前驱体，继续搅拌反应50min，然后自然冷却至室温，按照环己烷与乙醇体积比为3：1的量进行离心、洗涤，最后取固体分散在三氯甲烷中，形成油溶性的表面生长MoS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，即为第二分散液；

(3)将0.04～0.05g C₁₈PMH-mPEG配体溶解在7mL三氯甲烷中与1mL第二分散液在小烧杯中搅拌均匀至得到黑色固体，然后加入8mL的水，超声溶解后，用0.22μm的滤膜除去大的团聚体，再用去离子水离心、洗涤数次，最后分散在去离子水中，得到水溶性和分散性良好的表面生长MoS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料。

一种采用上述方法制备而得的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料，其采用直接生长法，所述上转换纳米晶为NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄，所述过渡金属二硫化物为MoS₂，并且材料最后经过两亲性聚合物C₁₈PMH-mPEG改性。

实施例7

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-6均基本相同，其不同之处在于：

其具体为将实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，应用于细胞荧光成像的方法，包括以下步骤：

(1)预备表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料0～15mg，细胞培养基、96孔板培养的HeLa细胞；

(2)将预备的纳米材料用培养基配制成3～4mg/mL，超声5分钟分散，形成混合分散液；

(3)取不同浓度的(2)中的分散液加入96孔板中，随后置于恒温恒湿机箱中培养2小时，在激光共聚焦显微镜下观察。

图2是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料在980nm激光激发下的荧光光谱图，从图中可以观察到位于375nm、475nm和800nm处的发射峰，有利于实现更深穿透层次的成像，而980nm刚好位于生物组织的“光学窗口”，表明此材料非常适合于细胞和小动物活体成像。

实施例8

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-7均基本相同，其不同之处在于：

本实施例提供的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，应用于磁共振成像的方法，其包括以下步骤：

(1)预备15～30mL浓度为10～15mg/mL的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，用磷酸盐缓冲溶液(PBS)将其配制成1～2mg/mL，超声5分钟分散，形成混合分散液；

(2)取不同浓度的(1)中的混合分散液，在磁共振仪器上分别测其磁共振成像。

图3是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的磁共振成像图，通过Gd³⁺浓度对1/T₁作图并直线拟合后得到弛豫常数R₁，证实了该纳米材料可以用于磁共振成像。

实施例9

本实施例提供的一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用，与实施例1-8均基本相同，其不同之处在于：

其具体将表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料，应用于光热实验的方法，包括以下步骤：

(1)用去离子水配0～400μg/mL的纳米材料；

(2)用功率密度为1.5W/cm²的808nm激光器照射10～15min；

(3)记录不同时间点样品的温度变化。

图4是本发明实施例1制得的表面生长VS₂的稀土铥掺杂上转换发光纳米复合材料的光热曲线图，激光照射后，随着样品浓度的增大，样品的温度逐渐升高，最大浓度样品升高温度可达55℃左右，证实了该纳米材料具有良好的光热效应，光热转换效率高，光稳定性高。

本发明提供的方法，在合成过程中，将过渡金属二硫化物直接在油溶性上转换纳米晶表面生长，得到油溶性复合材料；再通过两亲性聚合物的连接，改善其水溶性，即得到具有良好生物相容性的诊疗一体化纳米复合材料。本发明提供的纳米复合材料尺寸均一、稳定性好，合成方法简单可控，将半导体材料和上转换发光材料相结合，使其同时具有光热治疗、荧光成像、磁共振成像等多种应用价值，且粒径较小，能够满足临床诊断和治疗的需求，在肿瘤的诊断和治疗等生物医药领域具有潜在的应用前景。

本发明的重点在于，本发明采用直接生长法，采用独特的组分配比、简捷的工艺方法，获得基于纳米晶表面直接生长复合物，制备工艺简洁高效，过程易控，产品结构稳定、尺寸均一、水溶性好，可重复性高，易于产业化。

本发明不限于上述实施方式，采用与其相同或相似方法所得的其它基于上转换发光纳米晶表面直接生长过渡金属二硫族化合物的方法，如不同稀土离子掺杂的上转换纳米晶(NaYF₄:Yb,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Tm,Er@NaGdF₄；NaYF₄:Yb,Ho@NaGdF₄)、不同种类的过渡金属二硫族化合物、不同的水溶性聚合物等均在本发明保护范围内。