福建物構所稀土無機納米晶光磁多模生物標記材料研究獲新進展
2012年02月10日 8:59 5834次瀏覽 來源： 中國科學院 分類： 稀土
基于稀土KGdF4納米顆粒的光磁多模生物標記材料
稀土摻雜無機納米晶由于其高光化學穩(wěn)定性、生物兼容性、長熒光壽命和可調諧熒光發(fā)射波長等優(yōu)點，有望成為替代分子探針的新一代熒光生物標記材料。另一方面，釓離子由于其次外層7個單電子而被廣泛用于磁共振成像造影劑。如果將當前最常見的光學檢測和磁共振成像功能集成于同一納米顆粒，則可實現(xiàn)高靈敏、低劑量生物體內的癌癥細胞成像、腫瘤早期診療以及在DNA測序等領域的應用。
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首次提出了基于KGdF4:Ln3+納米顆粒而實現(xiàn)的光磁多模生物標記方法，即基于稀土離子的長熒光壽命特性，借助時間分辨檢測技術提高熒光檢測靈敏度和信噪比；同時由于單一納米顆粒中含大量的釓離子，該納米顆粒的T1磁共振成像弛豫率遠超過臨床使用的Gd-DTPA（離子弛豫率5.86 S–1·mM–1；納米顆粒弛豫率 3.99 × 105 S–1·mM–1）。
同時，該研究小組采用一步溶劑熱法直接合成了表面氨基功能化的立方相KGdF4納米顆粒，并實現(xiàn)了對親和素蛋白的時間分辨FRET檢測，且探測極限達到了5.5 nM，研究成果發(fā)表在近期《美國化學學會會志》（J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 1323）。
此前，該小組還合成了表面羧基功能化的磁/光雙模熒光標記材料GdF3:Ln3+多色發(fā)光納米晶，并實現(xiàn)了對74 pM親和素蛋白的時間分辨光致發(fā)光（TRPL）異相檢測（Chem. Eur. J., 2011, 17, 8549），制備了表面氨基功能化的NaYF4:Ce3+/Tb3+納米顆粒并結合時間分辨FRET檢測方式，實現(xiàn)了4.8 nM的親和素蛋白均相檢測（Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 6306）。
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