上转换发光材料是一类稀土元素构成的、具有特殊发光性质的物质，在先进制造领域有着广泛的应用，它在生物领域的应用也受到越来越多的关注。本书从上转换发光材料的性质与发光原理，上转换发光颗粒的合成与制备，以及上转换发光材料在生物检测、生物传感器等领域的应用和产业化方面进行了详细讨论，介绍了上转换发光快速检测技术的发展与产业化经验，希望有助于推动上转换发光材料在生物检测领域的应用。
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目录
第一章 上转换发光材料的性质与发光原理 1
第一节 上转换发光概述 1
一、上转换发光 1
二、上转换发光主要过程概述 4
三、上转换发光材料 5
第二节 上转换发光机制 8
一、激发态吸收上转换发光机制 8
二、光子雪崩上转换发光机制 9
三、能量传递上转换发光机制 10
四、上转换发光材料中主要发光过程的区分 15
第三节 稀土上转换发光颜色的调控和发光效率的优化 16
一、上转换发光颜色的调控 16
二、上转换纳米晶发光效率的优化 21
参考文献 22
第二章 上转换发光纳米材料的合成与制备 27
第一节 上转换发光纳米材料的组成 28
一、基质 28
二、激活剂 30
三、敏化剂 31
第二节 稀土上转换发光纳米材料的主要类型 32
一、稀土氟化物系列 34
二、稀土氧化物系列 35
三、稀土氟氧化物系列 35
四、稀土卤化物系列 35
五、稀土硫化物系列 36
第三节 稀土上转换发光纳米材料的合成 36
一、沉淀法 37
二、水/溶剂热法 37
三、热解法 39
四、溶胶-凝胶法 40
五、其他方法 40
第四节 稀土上转换发光纳米颗粒的表面性质和细胞毒性 41
一、表面基团和表面包覆 43
二、细胞毒性 43
第五节 稀土上转换发光材料存在的主要问题 44
一、基质稳定性问题 44
二、效率问题 45
三、泵浦问题 45
四、发光单一问题 45
参考文献 45
第三章 上转换发光颗粒的修饰与功能化 52
一、UCP颗粒表面的硅化 52
二、UCP表面修饰的SiO2层的功能化 52
三、UCP表面的生物活性分子连接 53
四、UPT在免疫层析平台上的构建 54
参考文献 55
第四章 基于上转换发光纳米材料的现场即时检验技术 57
第一节 UPT-POCT免疫层析试纸基本组成及定量分析原理 57
一、UPT-POCT免疫层析试纸基本组成 57
二、UPT-POCT免疫层析试纸定量分析原理 58
第二节 UPT-POCT免疫层析试纸不同检测方法类型及原理 59
一、夹心法UPT-POCT免疫层析试纸 59
二、竞争法UPT-POCT免疫层析试纸 59
三、杂交法UPT-POCT免疫层析试纸 60
第三节 UPT-POCT免疫层析试纸多重检测方法及原理 62
一、多条带免疫层析检测试纸 62
二、多通道免疫层析检测试纸盘 63
参考文献 64
第五章 上转换发光免疫分析仪器的研制 66
第一节 照明光和接收光波长 66
第二节 仪器结构 67
一、激发光源与照明光路 68
二、接收光路 69
第三节 算法模块 70
一、互相关滤波 70
二、自适应边界提取算法 72
第四节 实验结果 72
第五节 结语 74
参考文献 74
第六章 上转换发光诊断技术的产业化 75
第一节 即时检验技术庞大的市场需求为UPT免疫层析诊断试剂的产业化提供了条件 75
一、即时检验技术的现状 75
二、即时检验技术的市场需求 76
第二节 UPT产业化的关键环节 77
一、UPT与免疫层析技术的结合 77
二、解决 UCP颗粒与生物分子的高效偶联 77
三、解决包被PVC板的均一性和产业化生产 77
四、研发出UCP颗粒制备的放大工艺 78
五、上转换发光生物传感器规模化生产 78
第三节 上转换发光诊断技术产业化的社会效益和经济效益 78
一、已取得国家药品监督管理局医疗器械注册证书及CE认证的产品 78
二、上转换发光诊断技术的社会效益 79
参考文献 79
第七章 UPT-POCT在临床检验医学中的应用 81
第一节 UPT-POCT在内科学领域中的应用 81
一、UPT-POCT在内科肝病诊疗中的应用 81
二、UPT-POCT在内科心脑血管循环系统疾病诊疗中的应用 82
三、UPT-POCT在内分泌系统疾病诊疗中的应用 82
第二节 UPT-POCT在急诊医学领域中的应用 83
一、急诊医学检验需求 83
二、UPT-POCT在急诊医学检验中的应用 84
第三节 UPT-POCT在战创伤医学检测中的应用 85
一、战创伤医学检测概述 85
二、UPT-POCT技术在战创伤感染继发脓毒症检测中的应用 85
参考文献 87
第八章 UPT-POCT在灾害医学检测中的应用 89
第一节 灾害医学检测的特点 89
一、国内外灾害医学紧急救援的现状分析 89
二、灾害救援中医学检测工作的特点 90
第二节 灾害医学检测项目的需求 90
一、地震灾害中常见疾病及相关检测项目概述 90
二、洪水灾害中常见疾病及相关检测项目概述 91
三、火灾及爆炸灾害中常见疾病及相关检测项目概述 91
第三节 灾害医学UPT-POCT检测项目 91
第四节 应用情况 92
参考文献 93
第九章 UPT-POCT在食品安全相关常见致病微生物检测中的应用 95
第一节 食品安全相关微生物检测的特点 95
一、食品安全相关致病微生物的种类 95
二、食品安全相关微生物的检测特点 97
第二节 食品安全相关微生物检测项目的需求 98
第三节 UPT-POCT在食品安全相关微生物检测中的应用 99
一、UPT-POCT在食品安全常见致病微生物检测中的性能 99
二、UPT-POCT在食品安全常见致病微生物检测中的优势 100
第四节 应用情况 100
一、现有的检测方法 100
二、UPT-POCT在食品安全常见致病微生物检测中的应用 101
参考文献 103
第十章 UPT-POCT在食品真菌毒素检测中的应用 104
第一节 真菌毒素的种类和危害 104
第二节 真菌毒素检测技术现状 105
一、传统真菌毒素检测方法 105
二、真菌毒素UPT-POCT检测技术 106
第三节 UPT-POCT在真菌毒素检测领域的应用 106
参考文献 107
第十一章 UPT-POCT在公共卫生领域的应用 109
一、公共卫生领域常规检测方法简介 109
二、UPT-POCT技术在公共卫生事件应对中的应用 110
参考文献 110
第十二章 UPT-POCT在口岸检验检疫领域的应用 112
第一节 口岸检验检疫领域检测的特点 112
第二节 口岸检验检疫领域检测项目的需求 113
一、口岸检验检疫的三大任务 113
二、口岸检验检疫对检测方法的要求 113
第三节 应用于口岸检验检疫领域的UPT-POCT试剂盒 113
一、UPT-POCT试剂盒的基本情况 113
二、应用于口岸检验检疫领域的几种UPT-POCT试剂盒 114
第四节 应用情况 115
一、已有的检测方法 115
二、上转换发光技术在口岸的应用 116
参考文献 117
第十三章 UPT-POCT在毒品检测中的应用 119
第一节 毒品检测的特点 119
一、毒品的种类 119
二、毒品检测的形势和检测窗口期 120
第二节 毒品检测的需求 121
第三节 UPT-POCT毒品检验方法 121
一、UPT-POCT用于毒品检测的技术原理 121
二、UPT-POCT用于毒品检测的技术优势 121
第四节 应用情况 123
一、现有的检测方法 123
二、UPT-POCT毒品检测项目及应用情况 124
参考文献 126
第十四章 UPT-POCT在生物反恐和安全领域的应用 127
第一节 生物反恐和安全领域检测的特点 127
一、生物恐怖剂的种类和传播途径 127
二、生物恐怖剂的危害、诊断、预防和治疗 129
三、生物恐怖剂的检测特点 132
第二节 生物反恐和安全领域检测项目的需求 134
一、生物恐怖剂的威胁及检测需求 134
二、现场快速检测 135
第三节 在生物反恐和安全领域的UPT-POCT方法及其评价 136
一、检测模式的选定 136
二、检测性能 138
第四节 应用情况 142
一、现有的检测方法 142
二、UPT-POCT的优点和应用领域 145
参考文献 148
第十五章 上转换发光纳米材料在成像和治疗领域的应用 151
第一节 UCNP在生物成像领域内的应用 151
一、体内深层组织的荧光成像 152
二、肿瘤细胞靶向成像 152
三、多模态成像 153
第二节 UCNP在疾病治疗领域内的应用 155
一、药物和基因输送 155
二、光动力疗法 155
三、光热治疗 156
第三节 UCNP材料的潜在毒性 157
参考文献 158
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