

自然科学|荧光微球的制备及其应用

汉斯出版社

2025-04-16

导读：关注汉斯出版社公众号联系小编即可投稿，还可获取最新论文模板！

导读：

荧光微球具有高度靶向结合、可视化以及多种物质同时检测的优点，具有广泛的应用前景。基于荧光微球的即时检测(POCT)技术在检测领域具有巨大的潜力，在医学、生物、环境、化学等领域展现出巨大的潜力。本文主要综述荧光微球的制备以及在各个领域的应用进展。

基本信息：

荧光微球的制备及其应用

Preparation and Application of Fluorescent Microspheres

作者：

卢娟*, 陈家可, 夏娟, 方斌, 刘倩, 华章, 张思佳, 朱雪宁, 吕圆#：湖南环境生物职业技术学院医药技术学院，湖南衡阳

关键词:

荧光微球；及时检测；荧光微球制备

项目基金：

2023年度湖南省自然科学基金项目(2023JJ60207, 2024JJ9053, 2025JJ803736)

湖南环境生物职业技术学院青年基金项目(QN2023-03)

湖南省教育厅科学研究项目(24C0863)

原文链接：

https://doi.org/10.12677/ojns.2025.132041

内容简介：

在汉斯出版社《自然科学》期刊上，有论文综述荧光微球的制备以及在各个领域的应用进展。

首先，需要对荧光微球进行表面修饰，以固定捕获探针，从而实现与特定分析物的有效结合。当分析物被微球成功捕获后，使用标记有有机染料、量子点或上转换纳米颗粒等荧光材料的报告探针对其进行定量分析。用于标记微球和报告探针的荧光材料应具有明显不同的光谱特性，以避免光谱重叠，确保检测结果的准确性。

在核酸检测方面，与目标脱氧核糖核酸和核糖核酸互补的序列被用作荧光微球上的探针(表1)。

荧光微球基的蛋白质检测通常基于夹心免疫测定法，其中目标分析物首先被传感探针捕获，然后使用荧光报告分子进行识别。这种能够提供高特异性和灵敏度，适用于多种应用场景(表2)。

荧光微球在环境监测领域也展现出巨大的应用潜力。在水质监测中，荧光微球可以作为灵敏的传感器用于检测重金属离子、有机污染物和病原微生物等。通过表面修饰特定的识别分子，如螯合剂、抗体或核酸适配体，荧光微球可以实现对目标污染物的高选择性检测。荧光微球能够与特定污染物结合，并通过荧光信号实现对这些污染物的高效检测。例如，Gui 设计了一种双发射分子印记介孔微球，用于水中孔雀石绿的特异性识别和测定。这种比率荧光传感器利用掺杂绿色荧光CdTe量子点作为参考信号，红色荧光量子点作为分析信号，当孔雀石绿存在时会淬灭红色量子点的发光，从而实现从橙色到绿色的颜色变化，其线性响应范围为27.4 nM至137 μM，检测极限为17.0 nM。Zhang 等人开发了基于双色荧光微球标记的多重免疫色谱分析方法，可以同时测定鱼样品中的微囊藻毒素(MC-LR)和冈田酸(OA)，在最佳条件下20分钟内即可完成检测，检测限分别为0.074和2.42 μg/kg。这种方法提供了一种便携式且灵敏的现场检测模式，适用于多种污染物的同时检测。除了检测功能，荧光微球还被应用于污染物的吸附和去除。Li 以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为硅源，硼酸为掺杂物质制备了硅量子点，并成功负载于介孔二氧化硅微球上(SiO2-SiQDs)，不仅实现了对水基质中金离子(Au3⁺)的低检测限(13.67μg/L)，还表现出高效的Au³⁺吸附能力(最大吸附容量为530.7mg/g)。这表明SiO2-SiQDs荧光微球在环境监测和保护方面具有重要意义。

在材料科学领域，荧光微球被广泛应用于功能材料的制备和光学器件与显示技术中。作为功能材料的构建单元，荧光微球可以用于制备光子晶体、智能涂料和防伪材料等。通过调控荧光微球的尺寸、形状和排列方式，可以制备出具有特定光学性能的功能材料。例如，基于荧光微球的光子晶体可以用于制备高反射率涂层和光学滤波器。在光学器件和显示技术方面，荧光微球被用于制备高亮度、低功耗的显示器件。通过将不同颜色的荧光微球集成到显示面板中，可以实现全彩色显示。此外，荧光微球还被用于制备光学传感器、激光器和光波导等器件。例如，基于上转换荧光微球的光学传感器可以实现对近红外光的高灵敏度检测，在生物成像和光通信领域具有重要应用。

结论

荧光微球作为一种多功能纳米材料，在生物医学、环境监测和材料科学等领域展现出广阔的应用前景。随着制备技术的不断进步，荧光微球的尺寸均一性、结构复杂性和功能多样性将得到进一步提升。未来，荧光微球的研究将更加注重多功能集成、智能化响应和生物安全性等方面。

1.郭玉洁, 蔡博文, 徐环, 张茂峰. 基于RhB@ZIF-8比率型荧光传感器的制备及其在环境检测方面的应用研究[J]. 化学工程与技术, 2024, 14(3): 147-156. https://doi.org/10.12677/hjcet.2024.143017

2.谢会东, 杨薇, 王志奇, 姚亚红, 赵亚娟, 王晓昌. γ-Bi 2MoO 6微米球的制备及其光电催化性能[J]. 材料化学前沿, 2013, 1(2): 13-16.

http://dx.doi.org/10.12677/AMC.2013.12004

3.冯证文, 孙江亭, 王景聚, 刘威. 白光LED用碱土硅酸盐基质荧光粉的研究进展及其制备方法[J]. 应用物理, 2015, 5(9): 89-93.

http://dx.doi.org/10.12677/APP.2015.59013

4.张博宇, 李晓雄, 刑思召, 臧子怡, 王光硕. 铁酸锰磁性纳米微球的制备及其在重金属吸附领域的应用研究[J]. 材料科学, 2024, 14(1): 30-37.

https://doi.org/10.12677/MS.2024.141005

5.李文玉, 黄钰婷, 吴明燕, 陈婷婷, 汪洋. 荧光聚多巴胺纳米球的合成及肿瘤光热治疗应用研究[J]. 物理化学进展, 2023, 12(4): 295-301.

https://doi.org/10.12677/JAPC.2023.124030

所属期刊

-Open Journal of Natural Science-

《自然科学》是一本开放获取、关注自然科学领域最新进展的国际中文期刊，主要刊登自然科学各学科领域的基础研究和应用基础研究方面的高水平、有创造性和重要意义的最新研究成果论文。本刊支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论该领域内不同方向问题与发展的交流平台。