مزايا الخرز الفلوري الذي تم حله بالوقت

حبات مضان تم حلها بمرور الوقت، كنوع خاص من الكرات المجهرية الوظيفية، عبارة عن كريات مجهرية من البوليسترين مدمجة داخليًا مع مجمعات من الأيونات الأرضية النادرة. الأيونات الأرضية النادرة المستخدمة عادة للتضمين الداخلي تشمل Eu3+، Tb3+، Sm3+، وDy3+. عندما تشكل هذه الأيونات الأرضية النادرة مجمعات تحتوي على روابط معينة مثل ثنائي الكيتونات والأمينات العطرية، يمكنها امتصاص الضوء فوق البنفسجي وتنبعث منها خاصية قوية مضان من أيونات الأرض النادرة.

1.  عملية التضمين الداخلي

تستخدم حبات الفلورسنت التي تم حلها بالوقت عملية التضمين الداخلي للأصباغ الفلورية. تمنع هذه التقنية بشكل فعال تسرب الأصباغ الفلورية وتضمن النشاط السطحي الأمثل عند اقترانها بالجزيئات الحيوية. يتم تضمين كل حبة داخليًا مع العديد من جزيئات الفلورسنت، مما يعزز بشكل كبير من كثافة الفلورسنت وحساسية التحليل.

    2. الأرض النادرة أيون ليجند

بسبب انخفاض كفاءة التألق للأيونات الأرضية النادرة نفسها، عندما تشكل الأيونات الأرضية النادرة مجمعات ذات بروابط ذات معاملات امتصاص عالية، تمتص الروابط طاقة الليزر وتنقل الطاقة إلى أيونات الأرض النادرة. عند استقبال الطاقة المنقولة، يتم تحفيز الأيونات الأرضية النادرة إلى مستوى طاقة الرنين وتنبعث منها مضان أثناء الانتقال من مستوى طاقة الرنين إلى الحالة الأرضية. يُظهر هذا الانبعاث مضانًا مميزًا قويًا للأيونات الأرضية النادرة.

آلية التلألؤ لمجمعات الأيونات الأرضية النادرة

(تمثل S0 الحالة الأساسية للربيطة، وتمثل S1 الحالة المفردة المثارة الأدنى للربيطة، وتمثل T1 الحالة المثارة للربيطة، ويمثل En الحالة المثارة للأيون الأرضي النادر.)

استناداً إلى بنية الغلاف الميكروي وآلية التلألؤ الموصوفة أعلاه، تتميز حبات الفلورسنت التي تم حلها بالوقت بالخصائص التالية مقارنة بحبات الفلورسنت التقليدية:

عملية التضمين الداخلي:

لا يوجد صبغة على السطح، مما يسهل عملية الاقتران.

شدة الاضاءة:

كثافة مضان أعلى مقارنة بالمجهرية العادية ذات اللون الأحمر أو الأخضر.

تحول ستوكس:

يتحول حجم Stokes الأكبر مقارنةً بالكريات المجهرية الفلورية العادية (معظمها أعلى من 250 نانومتر).

نصف الحياة:

عمر مضان طويل، مما يوفر مقاومة قوية للتدخل.

(عادةً ما يكون عمر التألق المُحلل بالوقت أعلى من 100 ميكروثانية، وهو أعلى بعدة مرات من نظيره في الكريات المجهرية الفلورية العادية. ويرجع ذلك إلى نقل الطاقة من خلال الحالة المثارة للربيطات في المجمعات الأرضية النادرة.)

استقرار:

يعد استقرار مجمعات الأيونات الأرضية النادرة أعلى مقارنة بالفلورة العادية، مما يؤدي إلى أداء أكثر اتساقًا من دفعة إلى دفعة.

حاليًا، يتم تضمين حبات الفلورسنت الأكثر شيوعًا والتي تم حلها بمرور الوقت داخليًا مع العنصر الأرضي النادر اليوروبيوم (Eu). تُستخدم هذه الخرزات على نطاق واسع في تطوير شرائط اختبار المقايسة المناعية الكمية لتطبيقات اختبار نقطة الرعاية (POCT). وهي تجد استخدامًا واسع النطاق في إدارة الصحة الشخصية، والتشخيص السريري، والأمراض المعدية، والكشف عن الأوبئة، واختبار إنفاذ القانون في الموقع (مثل اختبار الكحول، واختبار المخدرات، وعلم السموم الشرعي)، واختبار سلامة الأغذية. يمكن الكشف عن التحاليل بسرعة وكمية باستخدام أدوات الكشف عن التألق الكمي.