基于稀土KGdF4納米顆粒的光磁多模生物標(biāo)記材料

　　稀土摻雜無(wú)機(jī)納米晶由于其高光化學(xué)穩(wěn)定性、生物兼容性、長(zhǎng)熒光壽命和可調(diào)諧熒光發(fā)射波長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，有望成為替代分子探針的新一代熒光生物標(biāo)記材料。另一方面，釓離子由于其次外層7個(gè)單電子而被廣泛用于磁共振成像造影劑。如果將當(dāng)前最常見(jiàn)的光學(xué)檢測(cè)和磁共振成像功能集成于同一納米顆粒，則可實(shí)現(xiàn)高靈敏、低劑量生物體內(nèi)的癌癥細(xì)胞成像、腫瘤早期診療以及在DNA測(cè)序等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　在科技部863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院“百人計(jì)劃”、福建省杰出青年基金等項(xiàng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳學(xué)元研究小組首次提出了基于KGdF4:Ln3+納米顆粒而實(shí)現(xiàn)的光磁多模生物標(biāo)記方法，即基于稀土離子的長(zhǎng)熒光壽命特性，借助時(shí)間分辨檢測(cè)技術(shù)提高熒光檢測(cè)靈敏度和信噪比；同時(shí)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(yuǎn)超過(guò)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(shí)，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(shí)現(xiàn)了對(duì)親和素蛋白的時(shí)間分辨FRET檢測(cè)，且探測(cè)極限達(dá)到了5.5 nM，研究成果發(fā)表在近期《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)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(biāo)記材料GdF3:Ln3+多色發(fā)光納米晶，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)74 pM親和素蛋白的時(shí)間分辨光致發(fā)光（TRPL）異相檢測(cè)（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(jié)合時(shí)間分辨FRET檢測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)了4.8 nM的親和素蛋白均相檢測(cè)（Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 6306）。