PDF《谭明乾分析化学/材料学_谭明乾》

200 纳米以上的 Stokes 位移及尖锐的荧光发光峰等非常特殊的荧光性质,基于这 种荧光性质的时间分辨荧光生化分析法,可以完全消除生物样品荧光测定时强背 景光对测定的干扰,使得测定灵敏度得以极大提高. 优良的稀土荧光标记物是时间分辨荧光生化分析技术的核心与关键,以联三 吡啶为骨架结构的多羧酸有机配位体已经被证明与铕或铽离子在水溶液中可以形 成稳定的强荧光性配合物,并且具有较好的水溶性.我们以联三吡啶为基本分子 骨架结构,设计并合成出新型的稀土荧光配位体,其荧光量子收率可达 0.15, 荧 光寿命为

1000 微妙以上,结合三重态能级理论探讨了所合成稀土荧光性配合物 的发光机理,用TTTA-Eu3+ 进行时间分辨荧光测定的最低检出下限为 1.09 x 10-12

3 mol/L.以TTTA-Eu3+ 为荧光探针建立了高灵敏度时间分辨荧光生化分析法,应用 于人血清中 PSA 和insulin 的免疫测定. antibody coated on the well immuno -reaction biotinylated antibody + + biotin biotin probe probe SA probe probe biotin biotin probe probe antigen SA SA biotin biotin antigen antigen TRFIA 图1. 稀土配合物荧光生物探针 基于稀土荧光化合物的生物探针仍然无法满足荧光生物成像检测的要求,而 纳米稀土发光材料则表现出优良的光稳定性(强抗光漂白性能)和强的荧光发光 性质上(荧光信号放大作用) .在制备的稀土荧光化合物的基础上,成功发展了几 种粒径在 25-55 纳米的搀杂型稀土荧光生物探针的可控制备、表征、生物标记及 其在时间分辨荧光免疫分析法中的应用技术.这些纳米稀土荧光生物标记探针在 荧光强度(比相应稀土配合物的荧光强度高数千-数万倍) 、光稳定性(远高于有机 荧光化合物及游离的稀土荧光化合物)、生物亲和性、生物标记方法及时间分辨荧 光测定灵敏度等方面都表现出远优于稀土配合物荧光标记探针的良好性能,已被 用于多种抗原性蛋白质的高灵敏度定量免疫测定.在荧光生物成像测定、纳米生 物传感器、纳米尺度下生物分子相互作用等研究领域将有着很好的应用前景.我 们的研究结果已经表明:这类生物标记探针不仅可代替量子点等其它纳米荧光材 料用于荧光生化检测,而且其测定结果的灵敏度与准确性(特别是用于定量测定) 也要优于使用量子点等的测定方法. 图2. 高稳定性纳米稀土荧光生物探针 2. 生物活性小分子特异性稀土配合物荧光探针的研究 到目前为止,稀土荧光生物探针主要被用于生物标记及相关时间分辨荧光生 化测定中,而作为生物活性小分子特异性荧光探针的研究很少被用于活体细胞或 组织中活性小分子原位时间分辨荧光成像测定.通过对稀土配合物的配位体进行 合理的设计与合成,成功地研制出可用于生物活性小分子单线态氧测定的特异性 稀土配合物荧光探针(图3),并将其用于某些化学、光化学及生物化学体系中单线

4 态氧的高灵敏度时间分辨荧光测定.此类荧光探针均具有非常好的单线态氧选择 性(在5中活性氧组分 ONOO- , . OH, O2 ?. , H2O2 和单线态氧中只与单线态氧反应, 其反应速率常数大于

109 M-1 s-1 ) 、水溶性、稳定性(在水中配合物的稳定常数大 于1020 )在pH = 3-11 范围内均可使用,其本身只具有非常小的荧光发光量子产率 (10%) ,从而用于时间分辨荧光测定.部分相关的研究结果已 经在 J. Am. Chem. Soc.、Chem. Commun.、New J. Chem.及领域代表性的学术刊物 Free Radic. Biol. Med.上发表. 图3.基于稀土配合物的单线态氧特异性荧光探针及细胞单线态氧荧光成像 在研究中发现这些新型荧光探针在某些光敏化试剂的存在下可非常容易地进 入活细胞中,从而可用于活细胞内单线态氧的荧光成像测定.利用研制的荧光探 针及时间分辨荧光显微镜,我们成功地进行了活体细胞中单线态氧形成过程的实 时时间分辨荧光成像测定 (图3) , 该研究成果已经发表在国际著名学术期刊 J. Am. Chem. Soc.上. 3. 稀土铕掺杂氮化镓、氮化铟纳米材料制备和发光性能研究 在加拿大的博士后研究工作期间,我的研究工作主要是关于稀土铕掺杂氮化 镓、氮化铟纳米材料制备和发光性能研究.在近