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我國科學家開發石榴狀稀土發光納米探針 實現癌癥超靈敏檢測與裸眼鑒別
2026年06月18日 14:02:09
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：1961
中國科學院福建物質結構研究所等研究團隊開發出一種納米探針，其單顆粒發光強、熒光壽命長，靈敏度較商用試劑盒提升976倍，且經臨床血清樣本驗證與醫院方法一致。
癌癥的早期診斷對提高患者生存率至關重要。然而，體液中癌癥標志物和癌細胞含量極低，且細胞種類復雜，給精準檢測帶來巨大挑戰。稀土摻雜氟化物納米探針因其獨特的光學特性，在癌癥標志物檢測領域備受關注，但優化其發光性能以提高信噪比，仍是實現超靈敏檢測的關鍵。
近日，中國科學院福建物質結構研究所結構化學全國重點實驗室和福建省納米材料重點實驗室陳學元團隊在這一領域取得重要進展。研究團隊開發了一種簡便的原位富集策略，成功制備出類石榴狀核殼結構的二氧化硅—稀土氟化物(DMS-CeF?:Tb)納米復合材料。該材料具有強單顆粒發光特性，光致發光量子產率達22.9%，熒光壽命長達2.7毫秒，可在復雜生理環境中實現無背景時間分辨發光檢測。
基于上述探針，研究團隊構建了針對前列腺特異性抗原(PSA)的時間分辨熒光免疫檢測平臺。實驗數據顯示，該方法的檢出限低至41 fg mL?¹，靈敏度較商用酶聯免疫吸附試劑盒提升976倍。在覆蓋33例人血清樣本的臨床驗證中，檢測結果與醫院電化學發光免疫分析法高度一致，相關系數達0.997，血清樣本回收率在95%至110%之間，變異系數低于10%，完全滿足臨床生物分析標準。
此外，研究團隊通過生物素修飾DMS-CeF?:Tb納米探針，使其能夠靶向表面高表達生物素受體的宮頸癌細胞。共聚焦成像顯示，該探針可特異性結合癌細胞并發出明亮的綠色發光信號，其時間分辨發光信號強度較正常細胞組高出4.3倍，可實現裸眼鑒別，適用于細胞水平的快速、低成本癌癥篩查。
相關研究成果以“Boosting single-particle luminescence of nanoprobes via in situ enrichment of lanthanide fluorides in dendritic silica for ultrasensitive cancer detection”為題，發表于《科學通報》(Science Bulletin, 2026, 71(11), 2696-2700)。
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