长波敏化稀土发光探针合成与性质研究

稀土发光配合物在生物成像与传感发光探针、光纤通讯、有机发光二极管、荧光涂料、太阳能电池、光放大器和光波导等诸多领域具有广泛的应用价值。本项目将在以往工作基础之上，围绕生物分析和疾病诊断中对高性能发光探针的需求，致力于发展灵敏度高、发光性能稳定、细胞识别能力强、生物相容性好、穿透深度大、光散射强度小的新型稀土配合物基纳米荧光生物探针。建立和优化可见光敏化和近红外双光子敏化发光性能优异的铕配合物的纳米包埋方法，通过尺寸控制和表面修饰等方法，优化所合成纳米荧光生物探针的生物相容性和细胞选择性，研制出可用于肿瘤活细胞可见光激发成像和近红外双光子激发成像的，性能优异的稀土配合物基纳米荧光生物探针。研究稀土配合物敏化发光机制、光敏剂结构与长波敏化稀土发光性能的关系，探索提高Nd(III)、Yb(III)等配合物的光致近红外发光性能的途径，研制基于近红外发光稀土配合物的纳米荧光生物探针。

长波敏化稀土发光探针对于活体成像和荧光免疫分析技术的发展有重要意义。本项目致力于发展灵敏度高、发光性能稳定、细胞识别能力强、生物相容性好、穿透深度大、光散射强度小的新型稀土配合物基纳米发光生物探针。我们建立了新的纳米包埋方法，解决了长波敏化稀土发光配合物纳米包埋时易分解失去其独特的光发射性能的难题，研制成功一系列以Eu(tta)3dpbt, Yb(tta)3dpbt等长波敏化稀土发光配合物为发光材料、以生物相容性优良的高分子化合物为基质材料、综合性能突出的纳米生物探针。围绕探针尺寸、组成、发光亮度、生物相容性的优化等目标开展了较系统的研究，取得了显著进展。首次采用此类探针实现了活癌细胞的选择性标记和双光子激发成像。我们设计合成了若干可见光和近红外双光子激发发光性能突出的Yb3+等配合物，系统研究了其敏化发光机制。此外，本项目在近红外弱光探测技术方面也开展了探索性研究，取得了较好的结果。本项目的研究进展为进一步提高活体荧光成像与疾病诊断分析水平提供了新的基础。