福建物構所稀土無機納米晶熒光生物標記材料研究獲進展

稀土無機納米晶熒光生物標記材料研究獲進展

　　稀土摻雜無機納米晶由于其高光化學穩定性、幾乎無毒性、長熒光壽命和可調諧熒光發射波長等優勢，有望成為新一代的熒光生物標記材料，應用于超敏生物檢測、DNA測序、腫瘤細胞的檢測和成像等領域，熒光生物標記分析的關鍵技術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，福建物質結構研究所中科院光電材料化學與物理重點實驗室陳學元研究小組發展了熒光生物標記的檢測技術，顯著提高了檢測靈敏度，在稀土無機納米晶基時間分辨熒光共振能量傳遞（TR-FRET）生物標記材料研究方面取得了新進展，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，通過設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，成功地實現了基于稀土無機納米晶的TR-FRET高效均相檢測，對親和素蛋白的檢測極限為4.8 nM，研究成果即將發表在《德國應用化學》上（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201100303）。同時，該小組還合成了水溶性磁/光雙模熒光標記材料GdF3:Ln3+多色發光納米晶，并實現了對親和素蛋白的時間分辨光致發光（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記和磁共振成像造影劑。

　　此前，該小組還利用核殼結構實現了Eu3+在單分散、水溶性NaGdF4納米晶的上轉換和下轉換雙模熒光（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用于生物檢測和成像，成果入選《激光與光電子學進展》雜志評選的“2010中國光學重要成果”。