稀土無機(jī)納米晶熒光生物材料研究獲進(jìn)展
2011年06月21日 16:10 5590次瀏覽 來源： 中國科學(xué)院 分類： 稀土
稀土摻雜無機(jī)納米晶由于其高光化學(xué)穩(wěn)定性、幾乎無毒性、長熒光壽命和可調(diào)諧熒光發(fā)射波長等優(yōu)勢，有望成為新一代的熒光生物標(biāo)記材料，應(yīng)用于超敏生物檢測、DNA測序、腫瘤細(xì)胞的檢測和成像等領(lǐng)域，熒光生物標(biāo)記分析的關(guān)鍵技術(shù)是提高檢測的靈敏度和信噪比。
在科技部863計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計劃”、福建省杰出青年基金等項目的支持下，福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所中科院光電材料化學(xué)與物理重點實驗室陳學(xué)元研究小組發(fā)展了熒光生物標(biāo)記的檢測技術(shù)，顯著提高了檢測靈敏度，在稀土無機(jī)納米晶基時間分辨熒光共振能量傳遞（TR-FRET）生物標(biāo)記材料研究方面取得了新進(jìn)展，即基于稀土離子的長熒光壽命特性，借助于時間分辨檢測技術(shù)，通過設(shè)置合適的延遲時間和門控時間抑制各種來自樣品及儀器的背景信號對待檢測物熒光信號的干擾，從而大大提高檢測靈敏度和信噪比。
該研究小組采用一步水熱法直接合成了表面氨基功能化的立方相NaYF4:Ce3+,Tb3+納米顆粒，成功地實現(xiàn)了基于稀土無機(jī)納米晶的TR-FRET高效均相檢測，對親和素蛋白的檢測極限為4.8 nM，研究成果即將發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201100303）。同時，該小組還合成了水溶性磁/光雙模熒光標(biāo)記材料GdF3:Ln3+多色發(fā)光納米晶，并實現(xiàn)了對親和素蛋白的時間分辨光致發(fā)光（TRPL）異相檢測（Chem. Eur. J., DOI: 10.1002/chem.201101170），其檢測極限低至74 pM，該材料有望成為雙功能的時間分辨熒光標(biāo)記和磁共振成像造影劑。
此前，該小組還利用核殼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了Eu3+在單分散、水溶性NaGdF4納米晶的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換雙模熒光（Adv. Mater., 2010，22，3266）。通過表面修飾可使其具有良好的水溶性和生物相容性并應(yīng)用于生物檢測和成像，成果入選《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》雜志評選的“2010中國光學(xué)重要成果”。
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