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上轉化發(fā)光免疫層析快速定量檢測技術平臺
原理簡介
自然界中存在很多有機或無機物質,它們可以在電磁輻射激發(fā)下發(fā)射熒光或磷光,且在發(fā)光過程中遵守Stokes 規(guī)則,即發(fā)射光的波長長于激發(fā)光的波長。而在20 世紀70 年代,科學家們卻合成了一類可以反Stokes 規(guī)則產(chǎn)生磷光的特殊材料,即UCP。UCP 在紅外光區(qū)(波長>780nm)被激發(fā),卻可以發(fā)射波長遠短于激發(fā)光的可見光(波長475nm-670nm),即能量上轉換。物質構成決定性質特點。UCP 是由稀土金屬元素摻雜于晶體的晶格中構成的。在這種材料中有三種主要的成分:主基質(Host Matrix)、吸收子(Absorber)和發(fā)射子(Emitter)。作為主基質的晶體材料有:氧硫化物(如Y2O2S、GdO2S、La2O2S 等)、氟化物(如YF3、GdF3、LaF3 等)、鎵酸鹽(如YGaO3、Y3Ga5O12 等)以及硅酸鹽(如YSi2O5、YSi3O7 等)等;常用作吸收子的稀土金屬離子有:鐿離子(Yb3+)、鉺離子(Er3+)、釤離子(Sm3+)等;常用作發(fā)射子的稀土金屬離子有:鉺離子(Er3+)、鈥離子(Ho3+)、銩離子(Tm3+)、鋱離子(Tb3+)等。吸收子和發(fā)射子這一離子對在主基質晶格內(nèi)適宜的空間取向和距離,是產(chǎn)生上轉換發(fā)光的基礎。上轉換發(fā)光的產(chǎn)生是一個涉及多個(至少兩個)光子的光學過程。在這個過程中(如圖1),UCP 內(nèi)的吸收子(如Yb3+)至少要吸收兩個低能量光子(紅外光區(qū),如970nm),而后經(jīng)過一系列內(nèi)部能量轉換,以非輻射的形式(A1→A2,A2→A3)將這兩個光子的能量連續(xù)傳遞給發(fā)射子(如Er3+),以使其處于激發(fā)態(tài)(A3)。后者接著發(fā)生一個返回基態(tài)能級的躍遷,釋放一個高能光子(可見光區(qū),如525nm 或540nm),完成能量上轉換。
不同的吸收子、發(fā)射子、主基質結合可使UCP 具有不同的光學性質。如:主基質相同的情況下,一系列UCP 采用相同的吸收子,不同的發(fā)射子,則它可由相同波長的紅外光激發(fā),產(chǎn)生不同波長的發(fā)射光(如:980nm 紅外光激發(fā) 吸收子- Yb3+—發(fā)射子- Er3+、吸收子- Yb3+—發(fā)射子- Tm3+,分別發(fā)射550nm 綠色可見光、475nm 藍色可見光);采用不同的吸收子,相同的發(fā)射子,則雖經(jīng)由不同的激發(fā)光,但卻可產(chǎn)生相同的發(fā)射光。主基質不同的情況下,UCP 光譜特征也將改變(如:吸收子- Yb3+—發(fā)射子- Er3+,在主基質YF3、GdF3 中,分別發(fā)射紅色和綠色的可見光)。組成的多樣性決定了UCP 光譜(激發(fā)光譜、發(fā)射光譜)的多樣性,由此也就進一步締造了其在生物應用中的顯著優(yōu)勢。而真正使得UCP 實現(xiàn)生物應用的是上轉換發(fā)光技術(Up-Converting Phosphor Technology ,UPT),即對UCP 顆粒進行一系列的表面修飾與活化后,將其作為生物標記物與多種生物活性分子相結合,并最終應用于生物醫(yī)學檢測領域,在紅外光的照射下以其獨特的上轉換發(fā)光指示生物活性分子之間高敏感特異性的識別。在該技術的基礎之上,UCP 作為新型標記物與免疫層析技術、生物傳感技術交相融合,在生物醫(yī)學檢測領域中充分地發(fā)揮使其所具有的特性:
u 高度的敏感性:獨有的上轉換發(fā)光現(xiàn)象確保了UCP 在檢測的過程中絕不存在來自于外界的背景干擾;
u 高度的靈活性:UCP 發(fā)光標記物的特性以及獨特的可自由組合的多樣化特征光譜(吸收光譜和發(fā)射光譜),使其可同時適用于定量分析與多重分析;
u 高度的穩(wěn)定性:UCP 的發(fā)光現(xiàn)象是產(chǎn)生于結構內(nèi)部的純粹物理過程,且其以能量較低的紅外光作為激發(fā)光,因而完全避免了來自檢測樣品腐蝕以及自身衰變導致的發(fā)光淬滅;
u 高度的安全性:惰性合成材料、紅外光激發(fā)、可見光發(fā)射使得基于UCP 的檢測對于檢測者、被檢測品、環(huán)境均無任何危害。
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三、微測免疫層析技術平臺的特點
u 微測標記示蹤物均采用納米微球包裹技術,每個微球內(nèi)可包裹成千上萬的示蹤物,比普通標記技術靈敏度提高2-3個數(shù)量級,且采用共價連接,穩(wěn)定性更優(yōu)。u 微測與國內(nèi)外的主要儀器供應商如德國Qiagen、挪威Skannex、芬蘭Magnasense、中科院光機所等建立了戰(zhàn)略合作伙伴關系,可根據(jù)您的需求及用途提供豐富多樣的讀數(shù)儀供應商選擇,并為您量身定制儀器的各種參數(shù)和功能,一站式提供從樣機研發(fā)、儀器試劑匹配到大規(guī)模OEM加工的個性化貼身服務。
四、產(chǎn)品定制開發(fā)服務流程