比率荧光探针检测离子的机制，比率型荧光探针是什么意思

随着科学技术的发展，对许多物理量的测量精度的要求越来越高。其中，温度是常用的物理量之一，电子设备、航空航天、环境监测、科学研究、工业生产对时空维度上的精确温度测量提出了更高的要求。然而，许多传统的接触式温度计，如热膨胀温度计、压力温度计、热电偶温度计、电阻温度计等，无法满足这些实际应用的需要。由于比率光学温度计具有精度高、响应速度快、非接触式、远程检测等优点，近年来逐渐引起了研究者的广泛兴趣。广东工业大学研究人员对基于热能和非热能级的比率式光测温计的研究进行了综述，相关论文题为《热能和非热能级基于能量的比率式光测温计的回顾与展望》水平”。 - 热粘合水平发表在《合金与化合物杂志》上。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162494

本文详细介绍了热耦合能级的基本原理、比率光学温度计的分类以及当前存在的问题。根据成对能级的不同，分为热耦合能级（单发光中心）和非热耦合能级（单发光中心或双发光中心）专用光学温度计。基于热结合能水平，我们系统分析了绝对灵敏度（Sa）和相对灵敏度（Sr）与温度和热结合能范围（E）之间的关系。总结各能级对的工作温度范围，能级对的有效组合可以提高灵敏度并拓宽测量温度范围。此外，还有五种单发光中心稀土离子（Er3+、Tm3+、Ho3+、Nd3+、Eu3+）和五种双发光中心（稀土/稀土、稀土/过渡金属、稀土/稀土）矩阵、多晶格、占位、多通道）比率光学测温技术。其中，利用基态吸收（GSA）和激发态吸收（ESA）双激发产生的Nd3+发射中心的单能带发射强度比，提出了一种新的光学测温策略——单能带比法。与基于热耦合能级发射的比率光学测温技术相比，单波段比率法不再受到热耦合能量差的限制，可以实现较高的信号分辨率。尽管开发新型温度传感材料的策略多种多样，但仍然存在一些未解决的问题。首先，过渡金属（或稀土）离子在高温下会引起严重的热猝灭效应，最终导致荧光信号难以检测。因此，有必要寻找具有高热稳定性的新材料。其次，虽然近年来上转换纳米颗粒的光学测温技术在生物医学的各个方面得到了广泛报道，但在体内使用这些材料时潜在的安全问题仍不清楚，值得考虑。最后，在宽温度范围内具有高灵敏度和良好信号分辨率的传感材料仍然很少。因此，需要更多研究者的共同努力。此前，我们课题组报道了一种具有稳态/瞬态荧光双模光学测温功能的荧光微晶格柔性薄膜LiTaO3:Ti4+,Eu3+@PDMS。基于荧光强度比IEu/ITi，该比率式荧光温度计在303-443K温度范围内具有优异的温度灵敏度和稳定的再现性。其中，最大绝对灵敏度值Sa=0.671K-1，最大相对灵敏度值Sr=5.425%K-1，温度分辨率达到0.14K；基于Ti4+荧光寿命的温度依赖性，该荧光温度仪表最大绝对灵敏度值为Sa=0.122K-1，最大相对灵敏度值Sr=3.637%K-1，最大温度分辨率为0.027K。最后，基于该材料，首次实现了稳态/瞬态荧光双模温度测量和多种高安全性防伪应用（Chem. Eng. J, 2019, 374, 992-1004）。 *感谢作者团队对本文的大力支持。本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载，请联系我们，未经授权禁止转载至其他网站。