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我国科学家开发石榴状稀土发光纳米探针 实现癌症超灵敏检测与裸眼鉴别
2026年06月18日 14:02:09
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4849
中国科学院福建物质结构研究所等研究团队开发出一种纳米探针，其单颗粒发光强、荧光寿命长，灵敏度较商用试剂盒提升976倍，且经临床血清样本验证与医院方法一致。
癌症的早期诊断对提高患者生存率至关重要。然而，体液中癌症标志物和癌细胞含量极低，且细胞种类复杂，给精准检测带来巨大挑战。稀土掺杂氟化物纳米探针因其独特的光学特性，在癌症标志物检测领域备受关注，但优化其发光性能以提高信噪比，仍是实现超灵敏检测的关键。
近日，中国科学院福建物质结构研究所结构化学全国重点实验室和福建省纳米材料重点实验室陈学元团队在这一领域取得重要进展。研究团队开发了一种简便的原位富集策略，成功制备出类石榴状核壳结构的二氧化硅—稀土氟化物(DMS-CeF₃:Tb)纳米复合材料。该材料具有强单颗粒发光特性，光致发光量子产率达22.9%，荧光寿命长达2.7毫秒，可在复杂生理环境中实现无背景时间分辨发光检测。
基于上述探针，研究团队构建了针对前列腺特异性抗原(PSA)的时间分辨荧光免疫检测平台。实验数据显示，该方法的检出限低至41 fg mL⁻¹，灵敏度较商用酶联免疫吸附试剂盒提升976倍。在覆盖33例人血清样本的临床验证中，检测结果与医院电化学发光免疫分析法高度一致，相关系数达0.997，血清样本回收率在95%至110%之间，变异系数低于10%，完全满足临床生物分析标准。
此外，研究团队通过生物素修饰DMS-CeF₃:Tb纳米探针，使其能够靶向表面高表达生物素受体的宫颈癌细胞。共聚焦成像显示，该探针可特异性结合癌细胞并发出明亮的绿色发光信号，其时间分辨发光信号强度较正常细胞组高出4.3倍，可实现裸眼鉴别，适用于细胞水平的快速、低成本癌症筛查。
相关研究成果以“Boosting single-particle luminescence of nanoprobes via in situ enrichment of lanthanide fluorides in dendritic silica for ultrasensitive cancer detection”为题，发表于《科学通报》(Science Bulletin, 2026, 71(11), 2696-2700)。
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