Международная группа ученых под руководством Сяоган Лю (Xiaogang Liu) из Национального университета Сингапура открыла новый класс редкоземельных нанокристаллов, которые могут запасать поглощенную энергию в атомной решетке и испускать необычно яркие фиолетовые лучи. Нанокристаллы с вкраплениями редкоземельных металлов, чаще всего лантаноидов, находятся сейчас в фокусе многих исследований из-за их способности к эмиссии фиолетового света после облучения лазером низкой энергии и низкой токсичности, однако до недавнего времени интенсивность эмиссии оставалась неудовлетворительной для биомедицинских приложений.
Теперь ученые смогут наблюдать за молекулами и клетками in vivo c помощью новых чувствительных флуорофоров. Лю и коллеги провели скрининг многих типов кристаллов с различной симметрией и после долгих поисков нашли материал, удовлетворяющий критериям по длине волны и интенсивности излучения. Кристаллы фторида калия, содержащие иттербий и европий в составе KYb2F7:Eu в необычно высокой концентрации (до 98% массы всего кристалла). Примеси металлов индуцируют феномен фотохимической ап-конверсии, в результате чего интенсивность испускаемого света восьмикратно превосходит предыдущие наблюдения над кристаллами другого состава.
Ученые изучили возможные области применения новых нанокристаллов, используя их для определения щелочной фосфатазы. В реакции, катализируемой этим ферментом, интенсивность фиолетового излучения показала хорошую корреляцию с количеством продуктов реакции. Определение фермента было сделано с высокой специфичностью и чувствительностью. По мнению авторов разработки, новые нанокристаллы смогут постепенно заменить традиционные флуоресцентные биомаркеры.
