Cơ chế
Lanthanides có thể được sử dụng vì kích thước nhỏ của chúng (bán kính ion) cho phép họ thay thế các ion kim loại bên trong phức hợp protein như canxi hoặc niken. Các tính chất quang học của các ion nhóm Lantan như Ln (III) có nguồn gốc trong điện tử tính năng đặc biệt của họ [Xe] 4NF cấu hình. Các cấu hình tạo ra nhiều cấp độ điện tử, số lượng được đưa ra bởi3003 dịch vào mức năng lượng cho Eu (III) và Tb (III)
Các nguồn năng lượng của Các mức cũng được xác định do sự che chắn của các quỹ đạo 4f bởi 5s điền và 5p vỏ tiểu, và không phải là rất nhạy cảm với môi trường hóa học trong đó các ion nhóm Lantan được chèn vào. Sự chuyển tiếp bên trong vỏ 4f-4f mở rộng phạm vi nhìn thấy và cận hồng ngoại. Chúng rất rõ nét và dễ nhận biết. Kể từ khi những hiệu ứng chuyển tiếp là chẵn lẻ cấm, đời sống của các trạng thái kích thích dài, cho phép người sử dụng thời gian giải quyết phổ, là sinh trắc nghiệm tài sản dứt khoát và kính hiển vi. Hạn chế duy nhất của quá trình chuyển đổi f-f là điểm mạnh dao động mờ của chúng, điều này thực tế có thể trở thành lợi thế.
Năng lượng hấp thụ bởi thụ cảm hữu cơ (ligand) được chuyển sang các trạng thái kích thích Ln (III) và các dải phát xạ mạnh phát sinh từ ion kim loại được phát hiện sau khi chuyển đổi nội bộ nhanh đến mức phát xạ. Hiện tượng này được gọi là sự nhạy cảm của phức hợp kim loại (còn gọi là hiệu ứng anten) và khá phức tạp. Con đường di chuyển năng lượng mặc dù trải qua trạng thái triplet kéo dài của phối tử. Ion Ln (III) là chất tẩy tốt của trạng thái triplet để làm giảm ánh sáng. Ba loại chuyển tiếp nhìn thấy cho tàu thăm dò nhóm Lantan là: LMCT, 4f-5d, và intraconfigurational 4f-4f. Hai thứ hai thường xảy ra ở các năng lượng quá cao để có liên quan đến các ứng dụng sinh học
Nghiên cứu ung thư
Các công cụ sàng lọc để phát triển liệu pháp ung thư mới có nhu cầu cao trên toàn thế giới và thường đòi hỏi phải xác định được động học enzyme . Độ nhạy cao của sự phát quang lanthanide, đặc biệt là phát quang đã được giải quyết theo thời gian đã cho thấy là một ứng cử viên lý tưởng cho mục đích này. Có một số phương pháp tiến hành phân tích này bằng cách sử dụng các chất nền của chất sinh fluorogenic, các chất nền chứa các nhóm của các nhà tài trợ / chấp nhận cho phép chuyển đổi năng lượng cộng hưởng huỳnh quang (FRET) và xét nghiệm miễn dịch. Ví dụ, các protein liên kết nucleotide guanine bao gồm một số tiểu đơn vị, trong đó bao gồm các phân tử Ras. Ras GTPases hoạt động như các bộ chuyển mạch nhị phân bằng cách chuyển đổi guadenosine triphosphate (GTP) thành dadfosphate guadenosine (GDP). Sự phát quang của phức hợp Tb (III) với norfloxacin là nhạy cảm để xác định nồng độ phosphate được giải phóng bởi GTP đến sự biến đổi GDP.
Đầu dò PH
Protonation của các trang web cơ bản trong hệ thống bao gồm chromophore và trung tâm kim loại phát sáng dẫn đường cho cảm biến pH. ] Các cảm biến mạnh mẽ hơn đã được đề xuất, trong đó lõi là một vĩ mô thay thế thường có nhóm phosphinate, carboxylat hoặc bốn nhóm điều hợp amit. Người ta đã quan sát thấy phát xạ phát quang phát quang lanthanide tăng gấp sáu lần khi giảm độ pH của dung dịch từ sáu xuống hai.