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稀土离子是一类性能优异的结构和光谱探针，在不同介质材料中的光学性能主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学，对稀土发光材料开展深入的光学和光电子学基础研究有助于发现新颖的光学性能或开辟新的应用领域。本项目致力于稀土发光材料电子结构与性能研究，设计研制低温高分辨激光光谱仪和上转换量子产率测试仪等，依托自主研制的综合指标国际领先的光化学与光物理测试平台，在稀土纳米发光材料的控制合成、电子结构、光学性能及生物应用等方面取得了系列重要科学发现

本项目致力于稀土纳米发光材料电子结构与性能研究，近年来在稀土纳米发光材料的控制合成、电子结构、光学性能及生物应用等方面取得了系列重要结果。设计研制低温高分辨激光光谱和上转换发光绝对量子产率测试系统，首次实现3 K下皮秒瞬态荧光的快速检测，为稀土发光材料优选和性能评价提供一种可量化比较的重要手段。

近年来，虽然国内外科学家已在稀土纳米发光材料的控制合成、发光性能调控、表面修饰和生物检测/成像等方面都取得了可喜的进步，但与传统分子荧光探针相比，时间分辨/上转换荧光纳米探针在肿瘤标志物体外检测方面的研究国际上尚处于起步阶段，国内外仅极少数研究组投入研究。量子产率低是制约此类荧光探针实际应用的主要技术瓶颈。此外，由于涉及材料合成、光物理、生物偶联和体外检测等新设计、新方法和新工艺，许多关键技术难题亟待解决，例如，稀土纳米探针的可控制备，上/下转换发光绝对量子产率的标准化测试和性能优化，发展通用的纳米探针表面修饰和生物偶联策略，提高人体血清或唾液肿瘤标志物检测的灵敏度和特异性，以及建立基于时间分辨/上转换荧光探针的异相/均相体外检测和肿瘤靶向生物成像的国际标准等。

陈学元，博士，中国科学院福建物质结构研究所研究员 。项目负责人，也是项目整体设计者和指导者，在项目实施过程中主要承担项目设计、基金申请、实验指导、数据分析、研究结果总结、论文写作与修改等方面的工作，是10篇代表性论文的通讯作者。在稀土纳米发光材料电子结构、光学性能及生物应用研究中发挥重要引领作用，投入本项目的工作量占本人工作量的90%。 刘永升，参与实验设计、数据分析、研究结果总结和论文写作等方面工作。是代表性论文1、4、10的第一作者，也是代表性论文2、3、5、7的作者。对重要科学发现“基于Eu3+高效上/下转换双模荧光标记材料”和“基于稀土纳米荧光探针的均相TR-FRET生物检测技术”做出创造性贡献。投入本项目的工作量占本人的工作量的80%。

用于荧光标记的试剂目前绝大多数为进口产品，技术为国外垄断，因此价格高得惊人。据初步市场调查，美国GE Healthcare出售的Cy3/Cy5荧光标记试剂，1 mg售价约$200-500；Invitrogen公司出售的Alexa Fluor染料试剂盒可高达$1000。与Cy或Alexa Fluor等染料相比，我们的生物标记材料预计成果转移转化进入市场化，其成本有望大大降低（低于100倍以上，基于进口的分析纯4N以上稀土氧化物售价100-600元/g，国产的仅售5-30元/g）。由于生物标记材料技术含量高，其产品的附加值高，带来的经济社会效益将相当可观。

合作方式：技术开发

负责该项目技术开发，生产培训，生产监控，产品品管。其它由甲方负责(包括设备投资，物料采购，产品销售，产品配送，财务管理等) 。