根据该文献的内容,这是一篇报告原创研究的论文。下面是该研究的详细中文报告:

该研究的主要作者是Russell Connally, Peter Dekker和James Piper,他们来自澳大利亚麦考瑞大学物理系。该研究发表在SPIE会议论文集中。

研究背景及目的: 荧光检测技术在生物分子定性和定量检测中具有强大的优势,但当靶标物质与自发荧光物质(自体荧光)混杂在一起时,信号检测会面临主要挑战。因此,研究者需要一种新的荧光探针,其发射寿命远长于自体荧光,从而可以利用时间分辨荧光技术(Time-Resolved Fluorescence)来有效消除背景自体荧光。具有毫秒级长发射寿命的镧系(Lanthanide)螯合物(如铕和铽螯合物)正是这样的理想探针。因此,研究者合成了一些新型铕螯合物,并需要一台仪器来准确比较这些螯合物的发射寿命、光谱输出和发射强度等光物理响应。

研究工作流程: 1)研究者自行组装了一台时间分辨发光分析仪(Time-Gated Luminescence Analyzer),利用355nm的脉冲UV LED作为激发源,发光强度通过光电倍增管(PMT)检测。 2)通过电子门控电路,在LED光脉冲结束后的几微秒内迅速打开PMT,从而有效消除LED激发光和短寿命自体荧光的干扰。 3)将两种新型的高发光强度铕螯合物(BTOT和BHHT)溶解制备溶液。 4)分别滴加铕离子溶液,通过监测苂光强度变化曲线的拐点来确定螯合物溶液的浓度,从而使两种螯合物的浓度基本一致。 5)在此基础上测定BTOT和BHHT的发光强度及发射动力学过程,计算其发射强度和发射寿命等参数。

主要研究结果: 与BHHT相比,BTOT的发射寿命更长(802微秒对682微秒),但初始发射强度略低16%。但两者的量子产率(发射强度与寿命的积)在测量误差范围内基本相同。BTOT较长的发射寿命可能是由于其分子结构中的空间位阻较小,使辅助配位剂(TOPO)更容易进入并取代氢氧根离子。

研究意义: 该研究开发了一种光子计数时间分辨发光分析新方法,可通过LED激发和光电倍增管门控电路有效抑制自体荧光背景,从而明显提高长寿命发光探针(如铕螯合物)的检测灵敏度。同时该研究还系统比较了两种新型铕螯合物探针的发光性能。这种时间分辨发光检测新方法在生物分子痕量检测等领域具有潜在的应用前景。

研究亮点: 1)首次将新型高功率UV LED与光电倍增管门控电路相结合,实现了对长寿命发光探针的高灵敏度时间分辨检测。 2)自主设计和开发了新型光电倍增管门控电路,可在微秒级快速切换PMT工作在高增益状态。 3)系统对比了两种新型长寿命铕螯合物探针的光物理性能。