Преимущества флуоресцентных бусин с временным разрешением

Флуоресцентные шарики с временным разрешением, как особый тип функциональных микросфер, представляют собой полистироловые микросферы, внутри которых внедрены комплексы редкоземельных ионов. Редкоземельные ионы, обычно используемые для внутреннего внедрения, включают Eu3+, Tb3+, Sm3+ и Dy3+. Когда эти редкоземельные ионы образуют комплексы с определенными лигандами, такими как β-дикетоны и ароматические амины, они могут поглощать ультрафиолетовый свет и излучать сильные характерные флуоресценция редкоземельных ионов.

1.  Внутренний процесс внедрения

Флуоресцентные шарики с временным разрешением используют процесс внутреннего внедрения флуоресцентных красителей. Этот метод эффективно предотвращает утечку флуоресцентных красителей и обеспечивает оптимальную поверхностную активность в сочетании с биомолекулами. Внутри каждой бусины находится множество флуоресцентных молекул, что значительно повышает интенсивность флуоресценции и чувствительность анализа.

    2. Редкоземельный ион-лиганд.

Из-за низкой эффективности люминесценции самих редкоземельных ионов, когда редкоземельные ионы образуют комплексы с лигандами, имеющими высокие коэффициенты поглощения, лиганды поглощают энергию лазера и передают энергию редкоземельным ионам. Получив переданную энергию, редкоземельные ионы возбуждаются на резонансный энергетический уровень и излучают флуоресценцию при переходе с резонансного энергетического уровня обратно в основное состояние. Это излучение демонстрирует сильную характерную флуоресценцию редкоземельных ионов.

Механизм люминесценции комплексов редкоземельных ионов

(S0 представляет собой основное состояние лиганда, S1 представляет собой самое низкое возбужденное синглетное состояние лиганда, T1 представляет собой возбужденное состояние лиганда, а En представляет собой возбужденное состояние редкоземельного иона.)

Основываясь на описанной выше структуре микросфер и механизме люминесценции, флуоресцентные шарики с временным разрешением обладают следующими характеристиками по сравнению с обычными флуоресцентными шариками:

Внутренний процесс внедрения:

На поверхности нет красителя, что облегчает сцепление.

Интенсивность флуоресценции:

Более высокая интенсивность флуоресценции по сравнению с обычными микросферами красной или зеленой флуоресценции.

Стоксов сдвиг:

Больший стоксов сдвиг по сравнению с обычными флуоресцентными микросферами (в основном выше 250 нм).

Период полураспада:

Длительный срок службы флуоресценции, обеспечивающий высокую устойчивость к помехам.

(Время жизни флуоресценции с временным разрешением обычно превышает 100 мкс, что на несколько порядков выше, чем у обычных флуоресцентных микросфер. Это связано с переносом энергии через возбужденное состояние лигандов в редкоземельных комплексах.)

Стабильность:

Стабильность комплексов редкоземельных ионов выше по сравнению с обычной флуоресценцией, что приводит к более стабильным характеристикам от партии к партии.

В настоящее время наиболее распространенные флуоресцентные шарики с временным разрешением содержат внутри редкоземельный элемент европий (Eu). Эти шарики широко используются при разработке тест-полосок для количественного флуоресцентного иммуноанализа для тестирования на месте оказания медицинской помощи (POCT). Они находят широкое применение в управлении личным здоровьем, клинической диагностике, обнаружении инфекционных заболеваний и эпидемий, тестировании правоохранительных органов на месте (например, тестирование на алкоголь, тестирование на наркотики и судебно-медицинская токсикология) и тестировании безопасности пищевых продуктов. Аналиты можно быстро и количественно обнаружить с помощью приборов количественного флуоресцентного обнаружения.