基于稀土离子双模式发光的NaGdF4纳米荧光标记材料及其生物应用

本项目致力于研发同时具有稀土离子上转换和下转换（双模式）发光的NaGdF4核壳结构纳米荧光标记材料，开展稀土掺杂NaGdF4核壳结构纳米荧光标记材料的合成、表征、表面修饰和生物偶联，探索这一类荧光标记材料发光效率与纳米颗粒尺寸以及核壳结构的关系，揭示该类材料的能级结构、激发态动力学、能量传递以及双模式发光机理等，从中研制出一种高效的多功能纳米荧光标记材料，实现其在抑制肿瘤转移的重要靶标分子人体尿激酶受体(uPAR)-尿激酶氨端片段等重要生物结合体系的上转换荧光共振能量传递（FRET）和下转换时间分辨模式FRET检测，并实现其在uPAR过度表达的人肿瘤细胞的上转换荧光靶向细胞成像分析。预期本项目研制的多功能纳米荧光标记材料在荧光强度、光稳定性和灵敏度等方面都表现出优于有机染料和稀土鳌合物的良好性能，在肿瘤转移机制研究、荧光生物成像以及纳米荧光免疫分析等领域将发挥重要作用。

稀土掺杂氟化物纳米材料是一种发光性能优良的荧光标记材料，在项目资金的支持下，项目组组采用热分解、共沉淀或溶剂热法等成功地合成了一系列单分散的稀土掺杂无机纳米晶比如NaGdF4核壳结构纳米晶、超小CaF2和ZrO2纳米晶，系统开展了这一类荧光标记材料发光效率与纳米颗粒尺寸等的关系，揭示该类材料的能级结构、激发态动力学、能量传递以及双模式发光机理等，实现其在抑制肿瘤转移的重要靶标分子人体尿激酶受体(uPAR)-尿激酶氨端片段等重要生物结合体系的时间分辨模式均相荧光共振能量传递（TR-FRET)和异相时间分辨发光（TRPL））和下转换FRET检测，并实现其在uPAR过度表达的人肿瘤细胞的上转换荧光靶向细胞成像分析。很好的完成了预定的研究目标。在项目执行期间，已在Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nanoscale等刊物发表学术论文12篇；撰写springer英文专著1部，受理中国发明专利3项，授权1项，很好的完成了预定的研究目标。