一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用。本发明提供的三价铁离子检测试剂结晶度高，物相稳定，为球形纳米颗粒，平均粒径为418nm，分布均匀且形貌规整。Fe3+对Tb2O2SO4:Er,Yb有着较大的荧光猝灭，可达到74.23％，表明得到的三价铁离子检测试剂能够用于Fe3+检测。另外，所述三价铁离子检测试剂具有较好的生物相容性，易被细胞吞噬且毒副作用小。

权利要求

1.一种三价铁离子检测试剂的制备方法，包含如下步骤:

将0.01～1M的Er(NO3)3溶液、0.01～1M的Yb(NO3)3溶液、0.01～1M的Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到原料混合物；所述Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液和Tb(NO3)3溶液的体积比为(0.1～0.5):(1～2):(15～20)；所述Er(NO3)3溶液和乙二醇的体积比为(0.1～0.5):(15～25)；所述乙二醇的体积和聚乙烯吡咯烷酮的质量之比为(15～25)mL:(0.5～

2)g；

将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物；所述浓硫酸和乙醇的体积比为(0.35～0.45):(1～5)；所述Er(NO3)3溶液和乙醇的体积比为(0.1～

0.5):(1～5)；

将所述酸性混合物和30～50mg/mL的碱液混合，得到碱性混合物；所述Er(NO3)3溶液和碱液的体积比为(0.1～0.5):(1～5)；

对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物；所述热处理的温度为180～220℃；所述热处理的时间为15～20h对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂；所述煅烧的温度为850～950℃；所述煅烧的时间为1～5h。

2.权利要求1所述的制备方法得到的三价铁离子检测试剂，包含Tb2O2SO4、Er和Yb，所述Tb2O2SO4、Er和Yb的质量比为(88～95):(1～2):(5～10)。

3.权利要求2所述三价铁离子检测试剂在以非治疗目的检测活细胞或生物体中Fe3+浓度中的应用。

说明书

一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及三价铁离子检测试剂技术领域，尤其涉及一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] Fe3+是人体内最重要的金属离子之一，在多种生理和病理过程起到了重要作用，包括血红蛋白的形成，氧气传输，细胞的新陈代谢，电子传递，酶催化，以及DNA和RNA的合成。

[0003] Fe3+缺少会影响很多酶的活动，如细胞色素C氧化酶，血红素酶，多核糖核苷酸和琥珀酸脱氢酶。这些酶与生物氧化、组织呼吸、神经递质的分解和合成密切相关。因此，Fe3+缺乏是患有贫血，血色沉着病，智力下降，关节炎，心力衰竭，糖尿病，老年痴呆症，癌症等疾病的特征。一些新发现表明Fe3+甚至能影响细胞死亡的过程，细胞凋亡的机制，科学家称之为“铁死亡”。因此，检测活细胞和生物体中Fe3+的浓度对于人体健康和早期疾病的诊断是至关重要的。

[0004] 到目前为止，已经开发了多种检测Fe3+手段，包括原子吸收光谱法、伏安法、比色质谱法、电化学电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和荧光光谱分析。在这些方法中，荧光测定由于其在组织和细胞水平操作简便、灵敏度高、简单、高效而成为了广受欢迎的方法。因此，Fe3+荧光探针设计越来越受到关注。然而，现有技术中的探针普遍都是有毒性的，会带来一定的危害。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用，本发明提供的三价铁离子检测试剂易被细胞吞噬且毒副作用小。

[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

[0007] 本发明提供了一种三价铁离子检测试剂的制备方法，包含如下步骤:

[0008] 将Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到原料混合物；

[0009] 将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物；

[0010] 将所述酸性混合物和碱液混合，得到碱性混合物；

[0011] 对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物；

[0012] 对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂。

[0013] 优选的，所述Er(NO3)3溶液的浓度为0.01～1M；

[0014] 所述Yb(NO3)3溶液的浓度为0.01～1M；

[0015] 所述Tb(NO3)3溶液的浓度为0.01～1M。

[0016] 优选的，所述Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液和Tb(NO3)3溶液的体积比为(0.1～0.5):(1～2):(15～20)；

[0017] 所述Er(NO3)3溶液和乙二醇的体积比为(0.1～0.5):(15～25)；

[0018] 所述乙二醇的体积和聚乙烯吡咯烷酮的质量之比为(15～25)mL:(0.5～2)g。

[0019] 优选的，所述浓硫酸和乙醇的体积比为(0.35～0.45):(1～5)；

[0020] 所述Er(NO3)3溶液和乙醇的体积比为(0.1～0.5):(1～5)。

[0021] 优选的，所述碱液的浓度为30～50mg/mL。

[0022] 优选的，所述Er(NO3)3溶液和碱液的体积比为(0.1～0.5):(1～5)。

[0023] 优选的，所述热处理的温度为180～220℃；

[0024] 所述热处理的时间为15～20h。

[0025] 优选的，所述煅烧的温度为850～950℃；

[0026] 所述煅烧的时间为1～5h。

[0027] 本发明还提供了一种上述技术方案任意一项所述的制备方法得到的三价铁离子检测试剂，包含Tb2O2SO4、Er和Yb，所述Tb2O2SO4、Er和Yb的质量比为(88～95):(1～2):(5～10)。

[0028] 本发明还提供了一种上述技术方案所述三价铁离子检测试剂在以非治疗目的检测活细胞或生物体中Fe3+浓度中的应用。

[0029] 本发明提供了一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用。本发明将Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到原料混合物；将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物；将所述酸性混合物和碱液混合，得到碱性混合物；对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物；对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂。本发明提供的三价铁离子检测试剂结晶度高，物相稳定，为球形纳米颗粒，平均粒径为418nm，分布均匀且形貌规整。Fe3+对Tb2O2SO4:Er,Yb有着较大的荧光猝灭，可达到74.23％，表明得到的Tb2O2SO4:Er,Yb能够用于Fe3+检测。另外，所述Tb2O2SO4:Er,Yb具有较好的生物相容性，易被细胞吞噬且毒副作用小。

附图说明

[0030] 图1为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的XRD谱图；

[0031] 图2为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的扫描电子显微镜照片；

[0032] 图3为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的发射和激发谱图；

[0033] 图4为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的荧光强度变化图；

[0034] 图5为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb水分散液浓度和荧光颜色的变化图；

[0035] 图6为实施例4中Tb2O2SO4:Er,Yb与HeLa细胞共同培养后的细胞相对增殖率；

[0036] 图7为实施例4中Tb2O2SO4:Er,Yb的细胞吞噬切片照片；

[0037] 图8为实施例4中Tb2O2SO4:Er,Yb对细胞内Fe3+检测。

具体实施方式

[0038] 本发明提供了一种三价铁离子检测试剂的制备方法，包含如下步骤:

[0039] 将Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到原料混合物；

[0040] 将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物；

[0041] 将所述酸性混合物和碱液混合，得到碱性混合物；

[0042] 对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物；

[0043] 对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂。

[0044] 本发明将Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合，得到原料混合物。在本发明中，所述Er(NO3)3溶液优选为Er(NO3)3水溶液，所述Er(NO3)3溶液的浓度优选为0.01～1M，更优选为0.02～0.08M，最优选为0.04～0.06M。

[0045] 在本发明中，所述Yb(NO3)3溶液优选为Yb(NO3)3水溶液，所述Yb(NO3)3溶液的浓度优选为0.01～1M，更优选为0.02～0.08M，最优选为0.04～0.06M。

[0046] 在本发明中，所述Tb(NO3)3溶液优选为Tb(NO3)3水溶液，所述Tb(NO3)3溶液的浓度优选为0.01～1M，更优选为0.02～0.08M，最优选为0.04～0.06M。

[0047] 在本发明中，所述Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液和Tb(NO3)3溶液的体积比优选为(0.1～0.5):(1～2):(15～20)，更优选为(0.2～0.4):(1.2～1.8):(16～19)，最优选为0.3:1.5:18.2；所述Er(NO3)3溶液和乙二醇的体积比优选为(0.1～0.5):(15～25)，更优选为(0.2～0.4):(18～23)，最优选为0.3:20；所述乙二醇的体积和聚乙烯吡咯烷酮的质量之比优选为(15～25)mL:(0.5～2)g，更优选为(18～23)mL:(0.8～1.5)g，最优选为20mL:1g。

[0048] 本发明对所述Er(NO3)3、Yb(NO3)3、Tb(NO3)3、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的上述具体物质即可。

[0049] 本发明对所述述Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的混合顺序没有特殊要求，可以按照任意的顺序进行混合，将各原料混合均匀即可。在本发明中，所述Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的混合优选在磁力搅拌条件下进行；所述磁力搅拌的速率优选为600～800转/分钟，更优选为650～750转/分钟，最优选为700转/分钟；所述磁力搅拌的时间优选为5～15min，更优选为8～13min，最优选为10min。

[0050] 得到原料混合物后，本发明将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物。在本发明中，所述浓硫酸的质量浓度优选为95～98％，更优选为96～97％。在本发明中，所述浓硫酸和乙醇的体积比优选为(0.35～0.45):(1～5)，更优选为(0.380～0.430):(2～4)，最优选为0.400:3；所述Er(NO3)3溶液和乙醇的体积比优选为(0.1～0.5):(1～5)，更优选为(0.2～0.4):(2～4)，最优选为0.3:3。

[0051] 本发明优选以滴加的形式将所述浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，以便分散均匀和防止爆聚。在本发明中，所述滴加的速率优选为1～3滴/秒，更优选为2滴/秒。

[0052] 得到酸性混合物后，本发明将所述酸性混合物和碱液混合，得到碱性混合物。在本发明中，所述碱液优选为氢氧化钠水溶液；所述碱液的浓度优选为30～50mg/mL，更优选为35～45mg/mL，最优选为40mg/mL。

[0053] 在本发明中，所述Er(NO3)3溶液和碱液的体积比优选为(0.1～0.5):(1～5)，更优选为(0.2～0.4):(2～4)，最优选为0.3:3。本发明对所述酸性混合物和碱液的混合方式和混合顺序没有任何的特殊要求，优选将碱液滴加至酸性混合物中，以便分散均匀和防止爆聚。在本发明中，所述滴加的速率优选为1～3滴/秒，更优选为2滴/秒。

[0054] 在本发明中，所述浓硫酸和乙醇的混合溶液和碱液的加入时间间隔优选为5～10min，更优选为6～9min，最优选为7～8min。

[0055] 本发明选择先加入浓硫酸和乙醇的混合溶液后再加入碱液，能够避免先加入碱液时提前发生酸碱中和反应，生成副产物。

[0056] 得到碱性混合物后，本发明对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物。在本发明中，所述热处理的温度优选为180～220℃，更优选为190～210℃，最优选为200℃；所述热处理的时间优选为15～20h，更优选为16～19h，最优选为17～18h。在本发明中，所述热处理优选在高温高压反应釜中进行。在本发明所述热处理过程中，分散的溶剂离子在反应釜的高温高压的环境下发生酸碱中和反应，生成常温难以形成的硫酸盐。本发明对所述高温高压反应釜中的压力没有特殊要求，采用本领域技术人员所常用的压力即可。

[0057] 本发明优选对所述热处理得到的产物进行固液分离和洗涤。在本发明中，所述固液分离优选为离心处理；本发明对所述离心处理的具体工艺条件没有任何的特殊要求，能够实现固液分离的目的即可。在本发明中，所述洗涤优选顺次包含水洗和乙醇洗。本发明优选将所述洗涤得到的产物在乙醇中进行干燥，以避免结块。在本发明中，所述干燥的温度优选为55～65℃，更优选为58～63℃，最优选为60℃。

[0058] 得到热处理产物后，本发明对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂。在本发明中，所述煅烧优选在马弗炉中进行；所述煅烧的温度优选为850～950℃，更优选为880～930℃，最优选为900℃；所述煅烧的时间优选为1～5h，更优选为2～4h，最优选为3h。

[0059] 本发明还提供了一种上述技术方案任意一项所述的制备方法得到的三价铁离子检测试剂，包含Tb2O2SO4、Er和Yb，所述Tb2O2SO4、Er和Yb的质量比为(88～95):(1～2):(5～10)。在本发明中，所述Tb2O2SO4、Er和Yb的质量比为(88～95):(1～2):(5～10)，优选为91:
1.5:7.5。在本发明所述三价铁离子检测试剂中，Tb2O2SO4为基体材料，Er和Yb为掺杂元素；
在本发明中，所述三价铁离子检测试剂记为Tb2O2SO4:Er,Yb。

[0060] 本发明还提供了一种上述技术方案所述三价铁离子检测试剂在以非治疗目的检测活细胞或生物体中Fe3+浓度中的应用。

[0061] 下面结合实施例对本发明提供的三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

[0062] 实施例1

[0063] 量取0.3mL 0.02M的Er(NO3)3溶液、1.5mL 0.02M的Yb(NO3)3溶液和18.2mL0.02M的Tb(NO3)3溶液置于烧杯中，同时在烧杯中加入20mL的EG(乙二醇)和1.0g的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，以800转/分钟的速度磁力搅拌10min；

[0064] 将400μL质量浓度为98％的浓硫酸溶解在2mL乙醇中逐滴加入溶液，随后将80mg的氢氧化钠溶解于2mL去离子水中逐滴加入溶液，继续以800转/分钟的速度磁力搅拌30min；

[0065] 将上述溶液转移至50mL高温高压反应釜，200℃条件下反应18小时；

[0066] 反应结束后取出溶液，在8000r/min条件下离心，用去离子水和乙醇各洗涤2次，将产物分散在少量的乙醇中60℃条件下烘干干燥；

[0067] 干燥后的产物在马弗炉中900℃条件下煅烧2h得到最终Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子。

[0068] 本发明对本实施例得到的Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子进行了XRD衍射分析和扫描电镜分析，结果分别如图1和图2所示。其中，图1为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的XRD谱图；图2为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的扫描电子显微镜照片。

[0069] 由图1的XRD谱图可知，该谱图与标准的PDF卡片(其卡片号为JCPDS No.41-0684)基本吻合，证明产物确实为Tb2O2SO4:Er,Yb，衍射峰主峰清晰尖锐，强度高，表明Tb2O2SO4:Er,Yb样品的结晶度高，物相稳定。

[0070] 由图2的扫描照片可知，所制备的Tb2O2SO4:Er,Yb是球形纳米颗粒，平均粒径为418nm，分布均匀且形貌规整。

[0071] 本发明还对本实施例得到的Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子进行了荧光检测和离子检测，结果分别如图3和图4所示。其中，图3为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的发射和激发谱图；图4为实施例1中Tb2O2SO4:Er,Yb的荧光强度变化图。

[0072] Tb2O2SO4:Er,Yb纳米颗粒对不同离子的检测

[0073] (1)按照计算取适量Tb2O2SO4:Er,Yb纳米颗粒固体粉末分散在去离子水中，配置成10-3M浓度的分散液；

[0074] (2)取上述溶液1.5mL置于荧光仪中，记录溶液在369nm激发波长下对应的发射波长和强度；

[0075] (3)向溶液中加入0.5mL的10-3M的Fe3+(氯离子为相应的阴离子)溶液，再次测量记录混合溶液在369nm激发波长下对应的发射波长和强度，并与原溶液的数据相互对比；

[0076] (4)采用同样的方法以此记录材料分散液与0.5mL的10-3M的Fe2+、Mg2+、Ca2+、Co2+、Cu2+、Na+、Cd2+等溶液混合后荧光的变化情况，汇总分析。

[0077] 由图3谱图可知，在369nm波长激发下，样品的发射峰为490nm、545nm和620nm等；在545nm发射波长下，样品的主要激发峰为369nm、379nm等。这些激发和发射波长主要与Tb的能级结构密切相关。

[0078] 由图4结果可知当Tb2O2SO4:Er,Yb的水分散液与不同的离子溶液混合后其545nm处荧光强度的变化情况。具体的，Fe3+使材料的荧光衰减最多，其强度仅为原来的25.77％，而加入其他离子后，荧光强度剩余41.62～94.82％不等。可见，Fe3+对Tb2O2SO4:Er,Yb有着较大的荧光猝灭，这为Tb2O2SO4:Er,Yb后续对Fe3+的检测提供基础。

[0079] 另外，Tb2O2SO4:Er,Yb的水分散液在不同的浓度下其颜色也有所变化。如图5所示，当材料的浓度从10-2M降至10-3M时，宏观的颜色由红色变为蓝色，插图显示的是具体变化前后颜色的数码照片。而当加入一定量的的Fe3+溶液后，荧光衰减，不再显现任何颜色。

[0080] 实施例2

[0081] 量取0.4mL 0.01M的Er(NO3)3溶液、1mL 0.025M的Yb(NO3)3溶液和20mL0.025M的Tb(NO3)3溶液置于烧杯中，同时在烧杯中加入18mL的EG(乙二醇)和1.2g的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，以800转/分钟的速度磁力搅拌10min；

[0082] 将400μL质量浓度为97％的浓硫酸溶解在3mL乙醇中逐滴加入溶液，随后将82mg的氢氧化钠溶解于3mL去离子水中逐滴加入溶液，继续以800转/分钟的速度磁力搅拌30min；

[0083] 将上述溶液转移至50mL高温高压反应釜，220℃条件下反应18小时；

[0084] 反应结束后取出溶液，在8000r/min条件下离心，用去离子水和乙醇各洗涤2次，将产物分散在少量的乙醇中60℃条件下烘干干燥；

[0085] 干燥后的产物在马弗炉中920℃条件下煅烧2h得到最终Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子。

[0086] 实施例3

[0087] 量取0.2mL 0.02M的Er(NO3)3溶液、2mL 0.02M的Yb(NO3)3溶液和15mL0.02M的Tb(NO3)3溶液置于烧杯中，同时在烧杯中加入18mL的EG(乙二醇)和0.8g的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，以800转/分钟的速度磁力搅拌10min；

[0088] 将400μL质量浓度为96％的浓硫酸溶解在2mL乙醇中逐滴加入溶液，随后将78mg的氢氧化钠溶解于1.8mL去离子水中逐滴加入溶液，继续以800转/分钟的速度磁力搅拌30min；

[0089] 将上述溶液转移至50mL高温高压反应釜，190℃条件下反应18小时；

[0090] 反应结束后取出溶液，在8000r/min条件下离心，用去离子水和乙醇各洗涤2次，将产物分散在少量的乙醇中60℃条件下烘干干燥；

[0091] 干燥后的产物在马弗炉中890℃条件下煅烧2h得到最终Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子。

[0092] 实施例4

[0093] MTT法评价Tb2O2SO4:Er,Yb细胞毒性实验

[0094] 具体步骤如下：

[0095] (1)将人宫颈癌细胞(市售)以4000～6000个/孔的密度接种于96孔培养板中，于细胞培养箱中培养24小时(5％CO2，37℃)；

[0096] (2)称取适量实施例1所制备的Tb2O2SO4:Er,Yb样品溶于水后分散于适量细胞培养液中，令Tb2O2SO4:Er,Yb质量浓度为31.25～500ug/mL(31.25ug/mL,62.5ug/mL,125ug/mL,250ug/mL,500ug/mL)；

[0097] (3)取上述不同浓度的Tb2O2SO4:Er,Yb各100uL，注入96孔培养板中，每个浓度6孔，与人宫颈癌细胞共培养24小时(5％CO2，37℃)；

[0098] (4)将96孔板倾斜，用移液枪小心吸除96孔培养板中的Tb2O2SO4:Er,Yb，每孔各加入20uL四甲基偶氮咗盐(MTT)，继续培养4小时(5％CO2，37℃)；

[0099] (5)终止培养，每孔各加入150uL二甲基亚砜，37℃恒温震荡10min，用酶标仪测定各个孔在490nm的光密度OD值；

[0100] (6)以不与Tb2O2SO4:Er,Yb共培养的细胞为对照组，用酶标仪测定该组各个孔在490nm的光密度OD值；

[0101] (7)细胞的相对增殖率按如下公式计算：

[0102]

[0103] Tb2O2SO4:Er,Yb纳米颗粒在细胞内对三价铁离子的检测

[0104] (1)按照计算取适量Tb2O2SO4:Er,Yb纳米颗粒固体粉末高温消毒(30℃，0.5h)后分散于DMEM培养液(市售，www.gelifesciences.com/hyclone)中制备成200ug/mL的材料分散液；

[0105] (2)将材料分散液加入(每孔加入50uL)已经准备好的HeLa细胞中共同培养一定时间(CO2培养箱，5％CO2，37℃)；

[0106] (3)分别将材料与HeLa细胞共同培养24h、40h、48h、60h后，用PBS洗去未被细胞吞噬的多余材料，在荧光显微镜下，采用紫外灯光源照射，观察细胞的荧光情况并拍照；

[0107] (4)取与材料共同培养40h的HeLa细胞，加入已经消毒过的10-3M的Fe3+溶液，继续培养4h，观察细胞荧光变化情况并拍照。

[0108] MTT法细胞毒性测定结果如图6所示，图6显示的是不同浓度的Tb2O2SO4:Er,Yb纳米粒子与HeLa细胞共同培养24h后的细胞相对增殖率。由图6可知，当Tb2O2SO4:Er,Yb的浓度在200μg/mL时，HeLa细胞的相对增殖率仍可以达到80％以上，表明所制备的Tb2O2SO4:Er,Yb具有较好的生物相容性，随着材料浓度的降低其细胞增殖率逐渐增高。

[0109] Tb2O2SO4:Er,Yb的细胞吞噬切片照片如图7所示，由图7可知当Tb2O2SO4:Er,Yb材料与HeLa细胞共同培养10h后，其细胞切片的透射电镜照片显示，材料已经开始被吞噬进细胞，图中的黑色小点就是被吞噬的材料，右下角更清晰的照片显示材料被吞噬进了细胞的溶酶体中。

[0110] 图8中a至d显示的是Tb2O2SO4:Er,Yb材料与HeLa细胞共同培养24小时、40小时、48小时、60小时候后在紫外光照射下的荧光照片，可见随着时间的延长，被细胞吞噬的材料逐渐增多，对应的蓝色荧光逐渐明显。而细胞中的一些红色是由于材料富集、浓度增大而导致的。图e显示在材料和细胞培养40h后加入Fe3+继续培养4h的荧光照片，可见细胞的蓝色荧光3+
明显衰减，说明材料可在细胞内检测Fe ，所制备的Tb2O2SO4:Er,Yb材料能作为一种新型的细胞内Fe3+检测剂。

[0111] 由以上实施例可知，本发明提供了一种三价铁离子检测试剂及其制备方法和应用。本发明将Er(NO3)3溶液、Yb(NO3)3溶液、Tb(NO3)3溶液、乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合，得到原料混合物；将浓硫酸和乙醇的混合溶液加入到所述原料混合物中，得到酸性混合物；将所述酸性混合物和碱液混合，得到碱性混合物；对所述碱性混合物进行热处理，得到热处理产物；对所述热处理产物进行煅烧，得到三价铁离子检测试剂。本发明提供的Tb2O2SO4:Er,Yb结晶度高，物相稳定，为球形纳米颗粒，平均粒径为418nm，分布均匀且形貌规整。Fe3+对Tb2O2SO4:Er,Yb有着较大的荧光猝灭，可达到74.23％，表明得到的Tb2O2SO4:Er,Yb能够用于Fe3+检测。另外，所述Tb2O2SO4:Er,Yb具有较好的生物相容性，易被细胞吞噬且毒副作用小。

[0112] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。