直接固相稀土时间分辨荧光免疫分析材料的研究与应用

以新型稀土荧光免疫螯合物晶体材料应用为目标，消除疾病检测中带来的放射性污染，提高生物活性物质检测灵敏度和准确度。结合我国时间分辨荧光免疫分析(TRFIA)研究现状和疾病检测的热点问题如基因、蛋白质组学和生物芯片的研究需求，着力解决新晶体材料研制的科学问题和疾病检测的某些关键技术。将稀土光谱、稀土配位化学、结晶学及光电转换等技术应用于免疫分析领域,把直接固相稀土时间分辨荧光免疫分析(DSLFLA)晶体材料应用范围扩展到"荧光成像、免疫组合、定位杂交、DNA芯片和在线检测"。采用新的均相时间分辨荧光免疫材料，在抗原、抗体反应的第一阶段即可测定，省去了包被、洗涤和加增强液等繁琐步骤。因此，要解决的关键科学问题是突破新型稀土标记生物螯合剂的结构设计和合成技术，制备出新一代具有自主知识产权的稀土荧光免疫材料。构建高灵敏度、高稳定性的疾病检测样机，填补我国空白，为疾病检测提供理论依据和实验技术。

直接固相稀土荧光免疫分析是一项新的免疫分析技术,它使用具有荧光寿命长、Stokes位移大、特征峰尖锐等特点的稀土配合物作为标记物,通过延迟测量时间的方法,有效地消除背景荧光的干扰。本项目以新型稀土荧光免疫螯合物晶体材料制备与潜在应用为目标，突破了新型稀土标记生物螯合剂的结构设计和合成技术，制备出了新一代具有自主知识产权的稀土荧光免疫材料，为疾病检测提供了理论依据和实验技术，取得了一系列创新性成果。研究了晶体结构和发光性能的关系及变化规律，探讨能量传递机理和“天线效应”，挑选出发光性能优异及生物相溶性好的荧光免疫分析晶体材料。有机配体的吡啶类芳香氮结构可以作为高效的吸光基团，与稀土离子（铕、铽等）进行能量传递，并且通过氮和氧原子配位的结构，形成了对稀土离子的屏蔽保护，改善铕（Eu）、铽(Tb)等稀土离子配位环境，以减小环境中水分子对铕（Eu）、铽(Tb)等稀土离子荧光猝灭的影响，获得了相转变温度高、稳定性好、发光效率高的新型稀土螯合物晶体材料，通过材料晶体结构的解析，明确了材料晶体结构与荧光及荧光衰减之间的关系，为进一步合成新型高效稀土生物螯合剂提供合成路线、方法和理论依据。本项目执行期间共发表SCI研究论文79篇，包括Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Funct. Mater.、 Biomaterials、 J. Mater. Chem.等国际著名期刊，申请发明专利5项，部分研究成果获得吉林省自然科学学术成果奖2项、吉林省科技发明一等奖1项、中国科学院杰出科技成就集体奖1项，培养硕士、博士毕业生8名，3人获国家奖学金，1人获中科院院长优秀奖。