[发明专利]固体荧光标准品

说明书

一种固体荧光标准品，可用于校准和/或标准化被构造用于产生和收集荧光数据的装置(例如科学仪器)。本文公开的荧光标准品包括粘合剂(例如低粘度、大体上光学透明、无溶剂、可辐射固化的粘合剂，例如但不限于可UV固化的粘合剂)；以及分散在粘合剂中的选定量的荧光颗粒(例如量子点)。粘合剂和荧光颗粒被混合在一起并置于样品孔中。然后粘合剂固化和凝固，其在孔中产生固体荧光标准品。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月18日提交的题为“固体荧光标准品(SolidFluorescence Standard)”的美国专利第62/269,206号的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

荧光是指在被一较短波长的光激发时另一波长的光的短持续时间的自发发射。发射荧光的物质通常称为荧光团(fluorophores)。有许多天然和合成的荧光团，包括但不限于化学染料和矿物质。

常规荧光标准品或荧光染料通常由具有延长的芳族pi键结构的有机化合物组成。这些染料中的荧光基础是分子吸收给定波长范围的光(例如UV或可见光)并以已知的不同波长(通常是更长的波长)重新发射一部分吸收的能量。光的吸收通常导致pi结构中的电子被激发到更高的能量状态；当电子弛豫到其基态时发生再发射。这些染料用于各种不同的生物测定，例如，其发出的荧光信号可以提供正在研究的系统的相关信息。

还已知许多矿物质发荧光。然而，大多数矿物质在纯净时不会发出荧光。需要一定量的某些杂质才能使矿物发出荧光。这些杂质被称为“活化剂”。不同的活化剂可以使相同的矿物质发出不同颜色的荧光。有些矿物质在纯净时会发出荧光。这些矿物质被称为“自活化”矿物，包括白钨矿、钼钨钙矿和几种铀矿。其他常见的荧光矿物包括方解石(含有各种活化剂)、红宝石和蓝宝石。

然而，许多化学荧光标准品和荧光染料具有以下一个或多个缺点：(A)它们在零时刻良好，但在长期内不稳定。也就是说，染料在经受光漂白(特别是在长时间照射下和高强度照射时)的情况下快速衰变；(B)它们仅能在窄光谱范围内使用(额外的激发/发射组合通常需要额外的染料)；(C)它们很昂贵；以及(D)它们呈现机械、热或化学不稳定，并且可能老化或变干，这导致荧光强度的变化。通常认为矿物标准品(例如铀玻璃)优于染料，因为其是化学稳定的。然而，一些矿物标准品可能在其松散材料中具有不佳的均匀性，并且它们可能是脆弱的(例如铀玻璃容易破碎)。

发明内容

本文公开了一种固体荧光标准品，其可用于校准和/或标准化被构造以产生和收集荧光数据的装置(例如科学仪器)。固体荧光标准品具有长期稳定性，荧光标准品中包含的荧光材料是化学稳定的并且不容易被光漂白(photobleaching)，并且适用于宽光谱范围。此外，固体荧光标准品易于制备，使其在标准到标准之间以及在多孔(well，井)形式中是均匀的，且标准品在物理上是稳固的。

在一个实施例中，公开了一种荧光标准品。荧光标准品包括粘合剂(即，可用于在液体介质、凝胶介质等中制备荧光标准品的材料，其可允许被固化以形成固体基质)；以及选定量的大体上非光漂白荧光颗粒(例如量子点)，其分散在粘合剂中。在一个实施例中，粘合剂可以是低粘度、大体上光学透明、无溶剂、可辐射固化的粘合剂(例如可UV固化的粘合剂)。在实践中，将粘合剂和大体上非光漂白荧光颗粒混合在一起并置于样品孔中。粘合剂在被置于样品孔中后固化和凝固，其在孔中产生固体荧光标准品。

在另一个实施例中，公开了一种多孔荧光标准品。多孔荧光标准品包括：粘合剂(例如低粘度、大体上光学透明、无溶剂、可辐射固化的粘合剂)；选定量的大体上非光漂白荧光颗粒，其分散在粘合剂中；以及具有多个样品孔的多孔形式板，其中多孔形式板的至少一个样品孔具有设置在其中的选定量的粘合剂和大体上非光漂白荧光颗粒。如在上文的示例中，粘合剂在被置于至少一个样品孔中之后固化和凝固。在一个实施例中，多孔形式板是96孔板。在另一个实施例中，多孔形式板包括被认为是用于系统(BioFireDiagnostics，Salt Lake City，UT)的袋的自给式生物分析的第二级(stage)。