Photonen aufkonvertierende Nanopartikel zur optischen Codierung und zum Multiplexing von Zellen, Biomolekülen und Mikrosphären

Abstract Photonen aufkonvertierende Nanopartikel (photon upconverting nanoparticles, UCNPs) sind Lanthanoid‐dotierte Nanokristalle, die unter Nahinfrarotanregung sichtbares Licht emittieren (Anti‐Stokes‐Emission). Diese einzigartige optische Eigenschaft schließt Hintergrundfluoreszenz und Lichtstreuung durch biologisches Material aus. Ein weiteres Kennzeichen der UCNPs ist die Emission von mehreren schmalen Emissionslinien, was neue Wege für die optische Codierung bereitet. Eindeutige Emissionssignaturen können erzielt werden, indem man die Mehrfachemission der UCNPs durch die Zusammensetzung der Dotanden oder durch eine Oberflächenmodifikation mit Farbstoffen einstellt. Wenn nur die Intensität einer Emissionslinie justiert wird, während eine weitere Emissionslinie als konstantes Referenzsignal fungiert, können ratiometrische Codes entwickelt werden, die unabhängig von Schwankungen der absoluten Signalintensitäten sind. Die Kombination mehrerer UCNPs, die jeweils durch ihre Kennung aus Emissionslinien eindeutig identifizierbar sind, erhöht den Umfang der Codierungen exponentiell und schafft so die Voraussetzungen zur Steigerung der Mehrfachdetektion von Analyten. Dieser Aufsatz zeigt das Potenzial der UCNPs zur Markierung und Codierung von Biomolekülen, Mikrosphären und sogar ganzen Zellen auf.