NaYF4:Yb3+,Er3+/NaYF4:Yb3+@Au复合纳米颗粒的UCL-SERS双模式传感：肿瘤标志物检测的新策略

为解决上转换发光材料（UCNPs）发光效率低及单一检测模式局限性问题，研究人员通过构建NaYF4:Yb3+,Er3+/NaYF4:10%Yb3+@Au复合纳米颗粒，实现上转换发光（UCL）强度最高提升8.86倍，并兼具表面增强拉曼散射（SERS）活性，检测限达8.13×10-6 M。该材料成功应用于前列腺特异性抗原（PSA）免疫检测，为肿瘤标志物双模式检测提供新思路。

　　

在生物医学检测领域，如何实现高灵敏度、多模式协同的肿瘤标志物检测一直是科学家面临的挑战。传统上转换发光材料（UCNPs）虽具有组织穿透深、背景干扰低等优势，但其发光效率受限于表面缺陷和泵浦光利用率低；而单一光学检测模式难以兼顾成像与分子指纹识别。针对这一难题，吉林化工学院的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究，通过巧妙的材料设计将上转换发光（UCL）与表面增强拉曼散射（SERS）技术融合，开发出具有突破性性能的双功能纳米探针。

研究采用活性壳层包覆与金纳米颗粒修饰协同策略，构建NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺/NaYF₄:10%Yb³⁺@Au复合纳米颗粒。关键技术包括：1）水热法合成核壳结构UCNPs；2）局部表面等离子体共振（LSPR）效应优化；3）以4-巯基吡啶（4-MPy）为配体分子的SERS基底构建；4）基于前列腺特异性抗原（PSA）的夹心式免疫检测模型。

The Characterization of NaYF₄: Yb³⁺,Er³⁺/NaYF₄: 10%Yb³⁺ @Au composite NPs
X射线衍射证实核壳结构成功保留α相NaYF₄晶型。在980 nm激发下，522 nm、541 nm和654 nm处UCL强度分别提升8.86倍、7.82倍和7.40倍，归因于活性壳层减少表面缺陷及Au NPs的LSPR效应增强Yb³⁺对泵浦光的吸收。

Conclusion
该复合材料在785 nm激发下展现优异SERS性能，检测限达微摩尔级。通过构建免疫探针-免疫基底夹心结构，成功实现PSA检测。细胞实验证实其生物相容性，兼具细胞成像与免疫分析双重功能。

这项研究的意义在于：1）为突破UCNPs发光效率瓶颈提供"壳层修饰+等离子体增强"双路径解决方案；2）首创将NaYF₄基材料应用于SERS免疫检测；3）开发的UCL-SERS双模式平台为肿瘤早期诊断提供新工具，尤其对前列腺癌等疾病标志物检测具有重要转化价值。材料设计中10%Yb³⁺掺杂比例的优化、Au NPs表面修饰密度的控制等关键技术参数，为后续多功能纳米探针开发提供重要参考。