智能手机和纳米技术能够快速检测新生儿黄疸

中国科学院合肥物理科学研究所蒋昌龙教授领导的一个研究小组开发了一种使用上转换纳米粒子（UCNP）的创新双模传感平台。该平台集成了荧光和比色方法，为复杂生物样本中的胆红素检测提供了一种高灵敏度和低检测限的解决方案

发表在《分析化学》上的研究结果为黄疸的早期诊断提供了一种新的技术方法

黄疸是新生儿的一个关键健康问题，影响60%的新生儿，并导致新生儿早期死亡。游离胆红素水平升高表明黄疸，健康个体的健康水平在1.7μM至10.2μM之间。浓度低于32μM通常不会出现典型症状。新生儿胆红素的快速准确检测至关重要

由于背景荧光干扰最小，UCNP在检测生物样本中的小分子方面显示出巨大的潜力。然而，它们的低发光强度限制了它们的有效性，突显了对具有更高发射强度的UCNP探针进行胆红素检测的需求

为了克服这一局限性，研究人员采用了锌离子掺杂策略来调节上转换纳米晶体的生长，提高了纳米颗粒的能量转移效率，从而实现了高效、高强度的上转换发光

此外，还开发了一种用于血清胆红素检测的980nm近红外激发上转换视觉传感平台。通过将UCNP与磺基水杨酸和铁离子结合形成高效的上转换纳米探针，在胆红素存在的情况下观察到荧光和比色梯度变化，从而能够精确检测胆红素。此外，研究人员使用3D打印技术构建了一个便携式传感平台。当与智能手机的颜色识别功能结合使用时，该设备为胆红素监测提供了一种快速方便的临床测试解决方案。

研究表明，传感器的荧光模式实现了低至21.4 nM的检测限，能够在复杂的生物基质中准确检测胆红素

这项研究显示了强烈的上转换发光，并强调了通过高灵敏度生物标志物检测进行早期疾病诊断的潜力 More information: Lanpeng Zhang et al, Zinc Doping-Induced Lattice Growth Regulation for Enhanced Upconversion Emission in Serum Bilirubin Detection, Analytical Chemistry (2025). DOI: 10.1021/acs.analchem.4c05839

Journal information: Analytical Chemistry