專利名稱：一種由藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米材料間接產(chǎn)生發(fā)光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物反應(yīng)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
上轉(zhuǎn)換熒光材料作為標(biāo)記物在生物領(lǐng)域中己得到一定程度的應(yīng)用，其獨(dú)特的上轉(zhuǎn)換發(fā)光 特性使得生物檢測(cè)技術(shù)具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便快速、可定性定量等優(yōu)點(diǎn)。但這 種傳統(tǒng)的直接激發(fā)發(fā)射模式，使得檢測(cè)過(guò)程必需依賴固相材料等手段實(shí)現(xiàn)未與檢測(cè)物結(jié)合的 游離標(biāo)記物的徹底分離，否則任何殘留的游離標(biāo)記物均會(huì)成為假陽(yáng)性信號(hào)的來(lái)源。此外，更 是無(wú)法實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)混合體系中標(biāo)記物信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)微觀生物反應(yīng)進(jìn)行程度的監(jiān)測(cè)。專 利200410034105. 5， 200410034104. 0， 200420049580. 5對(duì)生物領(lǐng)域中上轉(zhuǎn)換熒光材料應(yīng)用方 法已有充分的介紹。
現(xiàn)有藍(lán)色上轉(zhuǎn)換熒光材料制備多是顆粒較的大的體材料或微晶體陶瓷玻璃態(tài)材料體系， 其發(fā)光效率較高，但無(wú)法用于生物技術(shù)。已有納米材料合成技術(shù)，為提發(fā)光高效率添加較多 的助熔劑，這類方法制備的材料雜質(zhì)含量高，如專利01138927.3， 01138920.6， 200410017067.2， 200510123022.8已經(jīng)有充分的揭示。
本發(fā)明的一種藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米材料間接發(fā)光方法，是制備一種藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米熒光材 料，由近紅外激光激發(fā)產(chǎn)生藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光可以在特定距離內(nèi)間接激發(fā)第二種長(zhǎng)波紫 外熒光材料發(fā)光。利用這種間接傳遞模式，在待檢樣品的溶液中加入藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米熒光材 料標(biāo)記的生物活性分子A (抗體、抗原、表達(dá)蛋白等)與長(zhǎng)波紫外熒光材料標(biāo)記的生物活性 分子B (抗體、抗原、表達(dá)蛋白等)，當(dāng)A與B分別與待檢樣品中的目標(biāo)被檢物結(jié)合后，由于 A-目標(biāo)被檢物-B的生物結(jié)合使得上轉(zhuǎn)換納米熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料之間的距離在特定 值內(nèi)，此時(shí)以近紅外光激發(fā)通過(guò)能量間接傳遞模式產(chǎn)生的可見(jiàn)光便可指示這種特異生物反應(yīng) 的發(fā)生。由此，在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)需后續(xù)的任何分離操作，只需將待檢樣品與兩種標(biāo)記物混合 即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便快捷的定性定量檢測(cè)。同時(shí)，在反應(yīng)過(guò)程中可隨時(shí)對(duì)可見(jiàn)光進(jìn)行檢測(cè)，以監(jiān)測(cè) 生物反應(yīng)進(jìn)行的速度與程度。滿足應(yīng)用研究與基礎(chǔ)研究的不同需求。

發(fā)明內(nèi)容
一種由藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米材料間接產(chǎn)生發(fā)光方法，它包括發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料；上述材料表面分別被修飾處理；取紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料1份(重量' 比)，取長(zhǎng)波紫外熒光材料0.01-10份(重量比)，按上述比例均勻混合；使用紅外980nm激 光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，可產(chǎn)生440-480nm的藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光作為二次激發(fā)光源， 間接激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒光材料發(fā)光，產(chǎn)生490-650nm的可見(jiàn)光。紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫 外熒光材料混合比例大小取決于長(zhǎng)波紫外熒光材料的發(fā)光效率與種類。由于長(zhǎng)波紫外熒光材 料是被藍(lán)光所激發(fā)發(fā)光，所以要求其在顆粒較小時(shí)，有較高的發(fā)光效率。
發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料制備方法為，含有Y、 Gd、 La的氟化物材料中的一種或一 種以上混合物，加入45-50%重量比的YbF3，同時(shí)加入12-25y。重量比TmF3，均勻混合后，在氬 氣中于300-450度燒結(jié)1-6小時(shí)，制備出有藍(lán)色發(fā)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光顆粒材料，其在9S0nm 激光激發(fā)，可產(chǎn)生440-480rai藍(lán)色發(fā)光，顆粒度在70-800nm。制備過(guò)程中氬氣可以有效阻止 材料被氧化，改善發(fā)光效率與控制色純度；低溫度可以抑制顆粒的生長(zhǎng)。
長(zhǎng)波紫外熒光材料，應(yīng)是在440-480咖可以吸收能量，且發(fā)射光譜為490-650咖，并為 穩(wěn)定單色發(fā)光微顆粒材料。
紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料表面分別可以使用溶膠-凝膠法修飾處理，處理 后其表面適合連接不同的生物活性物質(zhì)，可用于生物檢測(cè)。
紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料，可不根互混合，并分別單獨(dú)制備成生物試劑 檢測(cè)層，層狀組合成試劑盒后應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料制備方法為含有Y、 Gd、 La的氟化物材料中的一種或一 種以上混合物，加入45-50%重量比的YbF3，同時(shí)加入12-25%重量比TmF3，在氬氣中于300-450 度燒結(jié)1-6小時(shí)，制備出藍(lán)色發(fā)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光微顆粒材料，其由980nm激光激發(fā)，可 發(fā)出440-480nm藍(lán)色發(fā)光，顆粒在70-800nm。當(dāng)燒結(jié)溫度低于350度，時(shí)間低于2小時(shí)，可 以制備出直徑平均在100nm以下的顆粒，其發(fā)光強(qiáng)度較弱；當(dāng)燒結(jié)溫度大于400度，時(shí)間大 于4小時(shí)，材料成為塊狀，經(jīng)粉碎后可以制備出直徑平均在700 nm以上的顆粒，其發(fā)光強(qiáng)度 較強(qiáng)；燒結(jié)過(guò)程應(yīng)在氬氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行，其制備的材料發(fā)射光譜才可以達(dá)到小于470nm， 在空氣中燒結(jié)的材料發(fā)射光譜在470nm以上。
紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料發(fā)射光譜在470mi以下，并在有較高的發(fā)光效率時(shí)，可以大幅度提 高間接轉(zhuǎn)換激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒材料的發(fā)光效率。
由長(zhǎng)波段紫外線激發(fā)的熒光材料我們通稱長(zhǎng)波紫外熒材料，可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)熒光材料， 并且為穩(wěn)定單色發(fā)光，不可以被紅外980nm激發(fā)發(fā)光。其吸收光譜在440-480nm時(shí)，可以有效產(chǎn)生發(fā)光，發(fā)射光譜為490-650nm，這樣一來(lái)可以有效避免上轉(zhuǎn)換熒光材料與紫外熒光 材料在藍(lán)色發(fā)光區(qū)域的重疊，適合自動(dòng)檢測(cè)儀器的光譜識(shí)別與分析，也適合視覺(jué)直接觀察判 定。如異硫ffl酸熒光素、四甲基異硫氰酸羅丹明、藻紅蛋白，無(wú)機(jī)YAG熒光材料等。
長(zhǎng)波紫外熒光材料合成與使用技術(shù)較為成熟，其顆粒度選擇與控制幅度較大，當(dāng)顆粒較 小時(shí)其與紅外熒光材料混合比例應(yīng)減小。如有機(jī)長(zhǎng)波紫外熒光材料其發(fā)光效率高，并可以達(dá) 到分子獨(dú)立發(fā)光。有機(jī)長(zhǎng)波紫外熒光材料在生物工程領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。
發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料，可以分別使用溶膠-凝膠法將其表面 處理，使用正硅酸乙酯，經(jīng)水解后可以形成Si02包敷膜。處理修飾后的發(fā)光顆粒分散有大幅 度提高，同時(shí)易于混合、易與有機(jī)生物活性分子連接。
取紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料l份(重量比)，取長(zhǎng)波紫外熒光材料0.01-IO份(重量比)，按 上述比例均勻混合；使用紅外980nm激光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，其可發(fā)出440-480nm藍(lán) 色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光可以形成二次激發(fā)光源，間接激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒光材料，產(chǎn)生490-650nm 的可見(jiàn)光。
紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外激發(fā)的熒光材料，可不相互混合，并分別單獨(dú)制備成生 物檢測(cè)試劑層，層狀組合試劑盒后應(yīng)用。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)簡(jiǎn)便快捷紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料之間特殊的間接發(fā)光模式， 使得任何以二者作為標(biāo)記物的檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際操作中只需將兩種標(biāo)記物與待檢樣品混合即 可，無(wú)需任何復(fù)雜的分離操作，簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的操作流程，并縮短的檢測(cè)時(shí)間。
基礎(chǔ)研究深入透徹紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料之間特殊的間接發(fā)光模式， 使得可見(jiàn)光信號(hào)的產(chǎn)生直接表征了微觀生物反應(yīng)的進(jìn)行程度與速度，因而適用于對(duì)基礎(chǔ)研究 中蛋白-蛋白、蛋白-核酸、核酸-核酸等相互作用的系統(tǒng)分析。
實(shí)施例l
制備發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料取YF3 90克，GdF3 10克，加入YbF3 45克，TmF3 13克，氬氣中于450度燒結(jié)5小時(shí)，制備出的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料在980rai激光激發(fā)，可發(fā) 出480nra藍(lán)色發(fā)光，顆粒在700nm。將材料放10%濃度正硅酸乙酯水溶液中浸泡3小時(shí)，取出 烘干。
取出以上紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料1克。
長(zhǎng)波紫外熒光材料為異硫氰酸熒光素，取材料0. 1克。紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料均勻混合
使用紅外980nm激光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，可產(chǎn)生480m的藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光作 為二次激發(fā)光源，間接激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒光材料發(fā)光，產(chǎn)生530nm的可見(jiàn)光。
實(shí)施例2
制備發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料取YF3 IOO克，加入YbF3 50克，TmF3 20克，在， 在氬氣中于400度燒結(jié)2小時(shí)制備出的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料研磨分碎，在980nm激光激發(fā)下， 可產(chǎn)生450nm藍(lán)色發(fā)光，顆粒在lOOnm。將材料放10%濃度正硅酸乙酯水溶液中浸泡3小時(shí)， 取出烘干。
取出以上紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料1克。
長(zhǎng)長(zhǎng)波紫外熒光材料為無(wú)機(jī)YAG,取材料l克。 紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外激發(fā)的熒光材料均勻混合
使用紅外980nm激光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，可產(chǎn)生440m的藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光作 為二次激發(fā)光源，間接激長(zhǎng)波紫外熒光材料發(fā)光，產(chǎn)生555nm的可見(jiàn)光。
在上面針對(duì)本發(fā)明較好的實(shí)施方式作了舉例說(shuō)明后，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)明白的 是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明所作的任何改變和改進(jìn)都在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米材料間接產(chǎn)生發(fā)光方法，它包括發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料；上述材料表面分別被修飾處理；取紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料1份(重量比)，取長(zhǎng)波紫外熒光材料0.01-10份(重量比)，按上述比例均勻混合；使用紅外980nm激光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，可產(chǎn)生440-480nm的藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光作為二次激發(fā)光源，間接激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒光材料發(fā)光，產(chǎn)生490-650nm的可見(jiàn)光。
2. 如權(quán)利要求l所述，發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料制備方法為含有Y、 Gd、 La的氟化物 材料中的一種或一種以上混合物，加入45-50%重量比的YbF3，同時(shí)加入12-25%重量比的 TmF:i，在氬氣中于300-450度燒結(jié)1-6小時(shí)，制備出.有藍(lán)色發(fā)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光顆粒材 料，其在980nm激光激發(fā)，可產(chǎn)生440-480nm藍(lán)色發(fā)光，顆粒度在70-800nm。
3. 如權(quán)利要求l所述，長(zhǎng)波紫外熒光材料，應(yīng)是在440-480nm可以吸收能量，且發(fā)射光譜為 490-650nm，并為穩(wěn)定單色發(fā)光材料。
4. 如權(quán)利要求1所述，紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料表面分別可以使用溶膠-凝 膠法修飾處理，處理后其表面適合連接不同的生物活性物質(zhì)，可用于生物檢測(cè)。
5. 紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料，可不相互混合，并分別單獨(dú)制備成生物試劑檢 測(cè)層，層狀組合成試劑盒后應(yīng)用。
全文摘要
一種由藍(lán)色上轉(zhuǎn)換納米材料間接產(chǎn)生發(fā)光方法，它包括發(fā)藍(lán)光的紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料與長(zhǎng)波紫外熒光材料；上述材料表面分別被修飾處理；取紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料1份(重量比)，取長(zhǎng)波紫外熒光材料0.01-10份(重量比)，按上述比例均勻混合；使用紅外980nm激光激發(fā)紅外上轉(zhuǎn)換熒光材料，可產(chǎn)生440-480nm的藍(lán)色發(fā)光，該藍(lán)色發(fā)光作為二次激發(fā)光源，間接激發(fā)長(zhǎng)波紫外熒光材料發(fā)光，產(chǎn)生490-650nm的可見(jiàn)光。本技術(shù)可以用于微生物領(lǐng)域的定性定量多重檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/64GK101650311SQ200910195288
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者蕾 周, 張友寶, 楊瑞馥, 耿樹(shù)范, 邊靜宇, 巖 鄭, 黃惠杰, 黃立華 申請(qǐng)人:上?？蒲坠怆娂夹g(shù)有限公司