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几种稀土上转换荧光生物传感器的构建和应用
随着生物检测技术的发展，越来越多的传感方法来满足诊断和治疗的需要。其中，稀土上转换荧光生物传感器因其较高的灵敏度、选择性和特异性逐渐受到关注。本文将介绍几种稀土上转换荧光生物传感器的构建和应用。
I.稀土离子上转换荧光生物传感器的构建
稀土离子上转换荧光技术是指在稀土离子的激发下，荧光分子从较低能级激发到较高的能级，并从高能级辐射回到基态，释放出荧光。由于稀土离子的发光过程涉及到能量传输和转移，使其成为一种非常有用的光谱探针。构建稀土离子上转换荧光生物传感器的主要步骤包括：1）选择合适的稀土离子作为荧光标记；2）设计和合成稀土配合物，包括荧光分子和配体；3）将配合物用于生物传感中。
以稀土配合物的合成为例，一种有用的稀土离子为铒离子（Eu3+），它可以被用作生物分析传感中的光谱标记。一些Eu3+配合物具有独特的性质，如光学性质、高荧光量子产率等。例如，一种Eu3+配合物的分子式为Eu(TTA)3Phen，其中TTA是β-二甲基丙酮酸（2-thenoyltrifluoroacetone）配体，Phen是邻菲罗啉配体。这种Eu3+配合物的荧光主峰在619nm，并具有良好的稳定性和选择性。
II.上转换荧光生物传感器的应用
A.DNA检测
DNA检测是生物学研究的一个重要领域，也是生物医学和诊断学的一项常见任务。相对于传统的检测技术，稀土离子上转换荧光生物传感器具有更高的灵敏度和特异性。例如，张等将Eu3+配合物作为探针，利用核酸靶向水解作用和类似于aurolac（一种循环探针）的技术，在4-10pM的范围内能够检测出目标DNA，这种方法可能有望用于基因组学和分子生物学应用。
B.生物分子检测
稀土离子上转换荧光生物传感器也可用于检测生物分子，例如蛋白质、酶等。以蛋白质检测为例，Jiang等人设计了一种DNA拉链式荧光传感器，其中利用Eu3+荧光增强效应监测蛋白质与DNA抑制分子的相互作用。该传感器在10pM的蛋白质浓度下检测到了蛋白质。这种光学传感器的构建为高灵敏度生物分子检测提供了有前景的可能性。
C.病原体检测
稀土离子上转换荧光生物传感器也被用于病原微生物的检测。例如，Cai等设计了一种Eu3+配合物，并将其与磷脂酰乙醇胺（PEN）修饰的DNA探针结合，能够检测出大肠杆菌。值得一提的是，由于上转换荧光的特性，这种稀土离子上转换荧光生物传感器比传统的荧光生物传感器具有更好的标记和检测能力。
总之，稀土离子上转换荧光生物传感器是一种新的、高灵敏度的检测技术，在生物检测领域有广泛的应用前景。未来，稀土离子上转换荧光生物传感器将越来越受到关注，其实用性和易操作性将会进一步改善。