基于近红外荧光离子光极测定生物体系中无机离子的研究

本项目针对目前离子选择性光极研究领域的关键问题和难点，使用功能化的近红外荧光（NIRF）探针制备离子选择性光极，在生物样品和组织荧光背景信号最弱（650nm-900nm）的区域内进行分析检测；同时创新性地研发高分子和离子液体的复合传感材料，系统深入地研究将离子液体引入高分子多元体系的条件和对各项性能的影响，缩短传感器响应时间，制备新型离子选择性光极，并将其应用到实际生物样品体系，发展出灵敏度高、选择性好的快速离子分析检测方法。

载体型化学传感器能够直接对复杂样品中特定的物质进行选择性的检出和测量，而无需复杂的分离步骤，在生物医学检测、环境监控、生产过程控制等许多方面有重要的应用。本项目针对载体型光学传感器研究的热点和难点，通过设计制备新型光学探针，开发新型传感材料，对传感器构建进行改进和优化，提高了光学传感器检测的各项性能，并应用到实际样品的测量中。在本项目中，我们成功研制了具有不同响应特性和光谱特性小分子荧光探针，能够在可见和近红外区域对pH、金属离子、单糖、多巴胺等产生选择性光学响应。将这些新型荧光探针固定于高分子传感材料中制备光学传感器，避免传感材料和样品的交叉污染，实现了对生物样品中特定组分的准确无损测定。我们研究了上转换发光纳米材料的制备、优化和传感应用。首次实现基于上转换荧光的金属离子检测，利用其特殊的发光性质，消除背景吸收和自发荧光，实现了对全血中电解质的直接荧光检测。此外，为了优化提高传感器的性能和寿命，我们研究了无需增塑剂的高分子和基于离子液体的传感材料，结果表明这些新型的传感材料具有优良的性能和较为广泛的适应性，可以替代传统的传感材料。本项目中对载体型光学传感器组成的研究和优化，以及和不同技术的结合对深化传感器基础研究和拓宽其实际应用有科学意义。