專利名稱：利用顯出光子雪崩效應的探針離子的診斷系統和方法
利用顯出光子雪崩效應的探針離子的診斷系統和方法
本公開涉及在執行例如光學活檢的診斷過程中顯出增強的靈敏度和/或選擇 性的系統和方法。尤其，所公開的系統和方法采用了對光激勵顯出高度非線性響
應，即"光子雪崩"效應的探針離子。所公開的系統和方法顯出了增強的靈il!t 禾口/或選擇性，這是因為在^fi^定探針離子的雪崩閾值的方案中，探針離子密度
禾口/或 功率的小差別轉化成上轉換鄉弓驢的基本差別。M:寸頓所公開的探 針離子，本公開的系統和方法精確地區分探針離子濃度很高、例如在所需閾值以 上的位置，同時基本上消除了來自在整個測量體積上以較低濃度分布的探針離子 的背景信號。另外，大體上消除了周圍健康組織的背景自發熒光。根據所公開的
系統和方法所使用的典型探針離子包括混合的稀:t/跡度金屬元素磷光體(transition metal phosphor )。
在醫學和生物領域，常常^頓熒光材料作為t射己物。通過f柳魏的鵬能 量照射這種材料而生成的熒光，由光學顯微鏡、光電探測器等則量。例如，已知 抗原一抗體熒光方法，其中抗體結合有離多發出熒光的有機熒光體。由于抗原一 抗體反應是高度選擇性的，可以基于熒光強度的分布而識另航原的健。熒光材 料的選擇性結合和/或定位具有廣泛的可應用性，例如，在基因診斷、免疫診斷、
藥物研發、環境測試、生物工程學、熒光檢查等+o
前述基于發光的技術的一種典型應用是在光學活檢領域中。在光學活檢中， 可以以無創和/或微創方式有效地獲得臨麻卩/或診斷信息。因而，典型的光學活檢 技術是有禾啲，這是因為未損傷組織并且根據f射己物和其它活檢參數，可以在相 對較大的表面區域上蝶臨床和/或診斷信息。通常，光學活檢包括4鄉針離子引
入患者和/或感興趣的解剖區域中。探針離子通常包 舌官能化端基(fonctionalised end group),其^i^定以優先與感興趣的tiS/組織、例如癌組織結合。然后，Mil 光學或其它會糧M)技術，記錄探針離子的發光并且可以構建繪圖以指出標記物 在患者中的隨和/殿目對于感興 剖結構的{體。
常規光學活檢系統和技術存在許多問題。首先，從實踐'賊說，荊哳有的探針離子都轉移到和/纖中^^f需的標己物位置。時常地，離子的重要部分將不 在所需標己物健結束，而且由于其擴散性，將消極地影響活檢結果的質量和域 精輸性，例如通過影響背景信號以使得難以分離出或離析出所需信號。第二，通 常需要光譜在可視區域中的激發。在可視區域中的波長處，人體組織的許多組分 趨向于自發熒光。其它組織類型的自發熒光是不合需要的效應，這增加了與解析 和/或離析出來自特定標己物位置的探針離子的熒光相關的難度。
文獻中已經公開了用于能量Ml熒光的材料禾啦術。例如，已經公開了半導
體納米晶體(例如，量子點(QD))，用作分析和生物物理應用的生物探針。QD 和熒光有機染料兩者都是下轉換熒光生物探針， 吸收較高能量UV或可見光 子之后激才較低能量的熒光光子。此外，上轉換熒形內米晶體已經從共摻雜有LaF3 的Yb—Er、 Yb—Ho和Yb—Tm化學地合成。這種納米晶體BMffl于基于980納 X6fi紅夕卜(N1R)皿產生綠、紅和藍對寸譜帶。參見National university of Singapore 的Guang—Shun Yi禾口 Gan—Moog Chow的"Rare-earth doped LaF3 nanocrystals for upconversion fluorescence"。類似地，授予Matsuura等人的美國專利公開號 No.2005/0014283公開了一種熒光探針，其包括含有稀土的精細微粒，所述稀土由 500至2000nm范圍內的光^]而進行上轉換o Mateuura的'283公開文本預期使 用了稀土金屬(例如，Er、 Ho、 Pr、 Tm、 Nd、 Gd、 Eu、 Yb、 Sm或Ce)，其適于 與結合物質相結合。
現有技術也已經辨別和研究了與"雪崩効應"相關的非線性響應。例如，Q.Shu 等人已經研究了在富集的Tm: LiYF4中雪崩上轉換遷移的雙光束(two beam coupling)耦合測量，這確認了無論激發態的光學妊作用的鄉屬性，所感應的 響應是強烈分散的。參見Q.Shu、 H.Ni和S.CRand在1997年l月15日的Optics Letters第22巻第2號第123至125頁的"Nonlinear dispereion of avalanche upconversion"。在前述公開物中報告的測試結果示出了 ，在648.2nm處在Tm: LiYF4 中觀察到的雪崩非線性弓胞光束耦合，其在室溫下具有高閾值和分散特性。常規 的上轉換機制也己經在文獻中描述，例如Pascal Gemer等人的2004年的 "Chem.Eur丄,"10， 4735 —4741。
在磷光體材料方面，已經關于包含晶體和玻璃的Tm3+進行了研究，并且在 P^+上存在摻雜的自和纖維。參見，例如S.Guy等人的1997年"J.OptSoc.Am.B" 14 (4)第926—34頁；MJVBell等人的2002年"J.Phys.:Condens.Matter" 14第 5651—5663頁；以及J.Chivian等人的1979年"Appl.Phys.Lett." 35， 124。現有技術磷光體系統存在兩個重要問題。首先，用于這種磷光體的上轉換雪崩對寸位于 藍光光譜范圍中。在這些波長處，人體組織的許多組^f頃向于吸收和自發熒光。 結果，損失了部分戯才光，并且信號變得模糊。第二，雪崩上轉換過程對于這些 磷光體是相對效率低下的，需要相對高的激勵密度，這增加了由于激光消融引起 組織損傷的風險。
因而，盡管到目前^S進行了大量努力，仍然需要在執行例如光學活檢的診 斷過程中顯出增強的靈 和選擇性的系統和方法。此外，需要精確地區分探針 離子濃度較高、例如在所需閾值之上的位置，并且同時基本上消除了來自在^t 測量體積上以較低濃度分布的探針離子的背景信號的系統和方法。此外，需要在 執行例如光學活檢的診斷過程中減少和/或消除了周圍 組織的背景自發熒光的 系統和方法。在此公開的系統和方法滿足了這些和其它需求。
在此公開了在執行例如光學活檢的診斷過程中顯出增強的靈敏度和/或選擇 性的系統和方法。所公開的系統和方法所采用的探針離子，顯出了對于光學 的高度非線性響應、即光子雪崩效應，由此允許產生具有空前的信噪比的診 掛觀懂結果。在^ffi^定探針離子的雪崩閾值的方案中，探針離子密度和域激發 功率的小差別轉化成上轉換對朽雖度的重要改變，由此可靠、精確和有效地區分 探針離子濃度較高、例如在所需閾值之上的位置，并且同時基本上消除了來自在
^ii量體積上以較低濃度分布的探針離子的背景信號。所公開的系統和方法還 有利地^>和/或消除了周圍 組織的背景自發熒光。根據所公開的系統和方法 4頓的典型探針離，括混合的稀±/跡^屬磷光體。
在本公開內容的典型實施例中，采用了肯辦上轉換雪崩$娘的探針離子以改 進診ra:程、例如光學活檢的有效性。在選擇用作根據本公開內容的探針離子的 ^g材料/成分中，選擇離多進行上轉換并在^^ 能,出雪崩效應的材料/成 分。在本公開內容的典型實施例中，采用三價態的稀土離子作為探針離子。
根據本公開內容，夂鄉針離子引入感興趣的環境中，例如解剖環境中。可以 以多種本領域已知的方式引入探針離子，例如，通過注射、攝取等。基于與選定 探針離子相關的結合親和力，通常在所需解剖位置達到較高濃度的探針離子。通
常，在合適的時間階段允許探針離子優先i似有區別i也聚驗感興趣的解剖區域中，
在該點采取探針離子激發以有利于描繪/測量解剖環境中的探針離子濃度。通常在
獲取光學活檢光譜時在光譜的近紅外區鄉發探針離子。在該激發波長，即NIR波長處，人體組織基本上不產生可見對t光，由此基本上克服和域消除了與常規 探針離子系繳技斜眹的組織自發熒光的問題。
通,擇顯出雪崩效應的探針離子，本公開內容的系統和方法能夠夂 針離 子密度附目對較小的改勞差別轉化成上轉換激忡相對默的改變虔別。因而， 基于探針離子選擇，可以做出對激發功率的^^擇以啟動這種探針離子的雪崩 她。通常選擇該激發功寧能量為閾值或在閾值Pf逝以啟動探針離子的雪崩 娘， 該探針離子已鄉魏擇性地聚^M需1^己物位置處，同時相同的功萄能量有利地 在位于相對于所需標記物位置不同的位置處的較低濃度探針離子的啟動對寸的閾 值之下，由J1:爐免了慮小化了破壞性地產生背景信號的可能性。
上轉換對躬雖度有利地幾乎呈指數逐步增加，其中功率方案中探針離子濃度 處于或接近雪崩閾值。因而雪崩效應的啟動導致所需標記物位置的來自探針離子 的強烈發光，以及其它位置的來自探針離子的低和域基本上不存在的背景信號。 與不存在自發熒光相組合，所公開的系統和方法有助于有效、精確和可彰也識別 和/或測量相關標己物部位的探針離子濃度，而不具有與常規診斷系綴技術、例如 常規光學活檢系統和技術相關的不合需要的 M。
根據下列說明，尤其是結合隨附附圖一同閱讀時，與所公開的系統和方法相 關的附加有利特征、功能和益處將^M而易見的。
為了幫助本領域普通技術人員制造和^^所公開的系統和方法，參考隨附附 圖，其中-
圖1是會獬進行雪崩上轉換的具有三電子態的離子的示意性會激圖2是相對于顯出雪崩效應的典型探針離子的雪崩效應的功率發散性的圖
示；
圖3是根據本公開內容的Yb3、 Mn"離子對的肖瞳相竊性的圖示；
圖4包括示出標準化對寸光譜的一對圖線左側圖線示出了低于必需閾值計
算的標準化激寸光譜，而右側圖線示出了接近必需閾值計算的標準化劃寸光譜；
以及
圖5是示出與所公開的系敏方法的典型實現方式相關的步驟的流程圖。
根據所公開的系統和方法實現在執行例如光學活檢的診 :程中增強靈1
和/或選擇性，在這種系統和方法中，采用了顯出對光學鵬的高度非線性響應、即光子雪崩效應的探針離子。纟鄉針離子引入感興趣的解咅U環境中，例如M3S注 射、攝取等，并且將、M能量提供至這種環境。所公開的系統和方法顯出了基于 、鵬能量的弓l入的增強的靈驗和/或選擇性，該激勵能量的弓l入有效地啟動選定 探針離子的雪崩 娘。通過雪崩效應，探針離子密度和域激發功率的小差另囀化 成上轉^l^，中的SgM^J。
通過使用所公開的探針離子，本公開內容的系統和方法精確地區分探針離子 濃度較高、例如高于所需閾值的位置，同時基本上消除了來自在齡觀糧體積上 以樹氏濃度分布的探針離子的背景信號。另外，通常消除了周圍健康組織的背景 自發熒光。根據所公開系統和方制吏用的典型探針離子包括混合的稀±/遺度金屬 磷光體。
為了進一步協助本領域普通技術人員理解和采用所公開的探針離子，例如，
與執行有利的診斷過程結合f頓，在此提供了關于上轉換雪崩效應的附加信息。
上轉換雪崩效應相對罕見，并艦于顯出禾口域經歷這種效應的探針離子，M:數
個競爭吸收和育糧轉移過程之間的相互作用，發生了雪崩效應。參考圖i， Mi乓了
育辦謝請崩上轉換的具有三電子態的離子的示意性能級圖。圖l中向上的箭頭
指示吸te移，向下的箭頭m^對t遷移，而虛線箭頭組^^交叉馳ft51程。
需要三個特定條件以觀察上轉換雪崩效應。首先，激發輻射不能與從基態向 中間激發態的吸收遷移|0〉 —|1〉共振。第二激發輻射不能與從中間激發態向^h激發態的吸收遷移|1〉 —|2〉共振。第三，必須存在相對強烈的交叉馳豫過程
|0，2〉 — |1，1〉，其可以與來自較上激發態的輻射馳豫|2〉 —|0〉相比。
為了求導數，4頓P指示激光功率；Ni是狀態l/〉的種群密度；a。J際基態吸 收(|0〉—|1〉)的吸收截面；而cr,指示激發態吸收(|1〉 — |2〉)的吸收截面。遷移 (2〉 —(1〉的輻射率記作77及2，而遷移|2卜|0〉的輻射率記作(1-7)及2，其中;;是分支 比(branching ratio)。遷移|1〉 —|0〉的輻射率記作^ 。最終，交叉馳予魏率常量由
W指示。值得注意的是，馳 皿率常量(W)強烈f^于探針離子的濃度，因為 交叉馳豫是兩離子對過程。基于前述定義，描述了所有三個能量狀態的種群的速 率等式組是N。
，=—(T。iWo —勝。乂 +《M + (1 - (1)
~1 = CT。iW。 — o"!/W, + 2『A^。iV2 -戊M + "i 2iV2 (2 )值得注意的是，等式(2)中的因子"2"是兩離子 馳 :程|0,2〉—lu〉的
直接結果。在穩態割牛d = ^L = ^ = 0)下，當4頓 《1用于近似(即，
& & & o
不考慮基態漂白)時，速率等式組的解是
iV2=~^~A^~^A^ (4)
諸。+; 2 『+ A
禾口
^ =^^+,。 -(1-^2 乂《^ +『-(卜 )i 2 ^ (5)。 ^ i , i
M31將等式(5)并入等式(4)，獲得下列結果
7V2=__ (6)
i ,(『+及2) - CVP(『-(1 - T7)/ 2 )
值得注意的是，暗示臨界功率/^是
尸—，2+『) (7)
e C7,(『-(1-,
對于其等式(6)發散。在圖2中圖示了等式(6)的發散性和隨后的雪崩 她(對 于o",l， CTl=5，及,=1， i 2=10， W=100， 7=0.5進《 i十算)。
更特另哋，圖2示出狀態|2〉的種群作為典型探針離子的標準激發功率的函數。 根據等式(6)和(7)，對于功率尸aA可觀察到雪崩效應。如可從等式(6)中觀
察到的，當與W與^相比較大時，將最容易、:ta3i/容易發^L轉換魏的發散。
存在大量黝多進行根據本公開內容的上轉換的探針離子，紫臠足前述標準。
例如，顯出如本文中所述的所需上轉換屬性的探針離子包括稀土離子(其中 從較上m^:態的輻射馳m3I率通常在104—106s—1的范圍中，并且^X馳,率可 以大至10V""。根據所公開的系統和方法，三價態的稀土尤其 。
在本公開內容的又一典型實施例中，可以在例如光學活檢的診斷過程中采用 包括混合的稀±/遺臉屬磷光體的探針離子系統。根據這種典型實施例，激發能 量由包括在所公開的混合物中的稀土離子所吸收，并且這種'鵬能量隨后轉移至 逾錢屬離子。在所公開的探針離子中i頓的典型稀土金屬包含Yb3+和Tm2+，至 少部分由于這種金屬具有僅一種激發態(大約在10000cm—i)，其包含完全的f一f 振蕩器SM，并J^^S著的吸收截面。
在選擇包含在所公開的探針離子的迚渡金屬離子過程中，雌的迚渡金屬在 近紅外范圍中不顯出吸收頻帶，而該范圍中稀土離子吸收初始激發光子。然而，優選的過渡金屬有利地顯出大約兩倍于激發能量、，在寬能量范圍上的強吸收 頻帶。顯出這種屬性的過渡金屬允許選#/利用激發旨激，該激發能級最大化雪崩 效應，即這種跡度金屬有助于"調整"所公開的系統和方法以得到增強的性能。
通常，出于所公開的探針離子的目的，最低激發態應當在13000cm—1之上。 在前述激發參數閾值可用的情況下，基本上采用具有下列電子結構的過渡金屬離 子3d2、 3d3、 3c^和3d8 (例如，基于Tanabe—Sugano圖)。顯出所需電子結構的 a^度金屬離賴括，但不局限于，Cr^+、 Mn4+、 V2+、 Mn2+、 Ni4+、 Fe2+、 V3+、 Cr4 +、 Cu2，Ni2+。另外，顯出3cf和3cf電子結構的離子可以有效地結合在根據本公 開內容的探針離子中，但是這種金屬離子可以預期僅在非常狹窄的晶體場范圍中 有效，在該范圍中金屬離子的第一激發態處于足夠的能量處。根據準確的部m 稱性和晶體場強度，根據本公開內容的過渡金屬離子所對t的顏色可以是跨越綠 色、黃色、跪和紅色光譜范圍的幾乎倒可波長。
為了最大化雪崩上轉換過程的效率，一i^I彌土和過渡金屬離子，以使得 處于良好定義的距離處。根據本公開內容的 實施例，稀土和迚渡金屬離子處 于良好定義的距離處，這種距離盡可能接近在一起。另外，兩個離子一即稀土離 子和過渡金屬離子一之間的橋接角度(bridging angle)優選為角共享(corner sharing)。角共享結構有利iM大化波函ifS疊，其轉化和/^生了兩個離子之間 的超交軀相作用。
根據本公開內容的典型實施例，樹共了探針離子系統，其包括Yb3，n Mn2+ 離子對。圖3中示出了前述離子對的能量相關性育^響應(其獲自Pascal Gemer等 人2004年的"Chem.Eur丄,"10， 4735 —4741)。在非諧振基態吸收(GSA)之后， 將Yb3+—Mn2+二聚物僅僅輕微也激發為Yb3+占優勢的乍5/2激發態。在吸,二激 發光子之后，還將Yb3+—Mn2+二聚物,為Mn2+占優勢的4/T2頻帶。精確的 #^態取決于二聚 收的激發能量。隨后的快速熱化將Mn2+留在其紅何鄉tfe發 射、激發態。鎌光的精確顏色可Mil晶體場S艘而調整，這允許理想的磷光體 的設計中的自由度。隨后，例如在溴化物(例如，MnBr2: Yb3+)、氯化物(MnCl2: Yb3+)以及其它卣化物(諸如RbMnCl3: Yb3+， CsMnCl3: Yb3+， CsMnBr3: Yb3 +， RbMnBr3: Yb3+， Rb2MnCl4: Yb3+)中應當可以觀察到典型的雪崩上轉換激寸。
所公開的系統和方法利用雪崩效應，以從相對于所需位置分離定位的背景探 針離子濃度中區分所需位置處的探針離子。根據WJ能量與必需閾值的接近度， 與上轉換相關的鄉幅度將穀膨響。雪崩上轉換離子濃度的小改變轉化*導致交叉馳離率常量W的駄改變。纖而將顯著地改變較上激發態的種群(假設 激發功率保持恒定)。
圖4中圖示了與本公開內容相關的雪崩上轉換效應的典型實例。計算標準化 激才光譜以在左偵鵬線中的必需閾值之下，并且計算標準化劃寸光譜以接近右側
圖線中的閾值。值得注意的是，所需探針離子在550nm處的對寸在右側圖譜中， 與左側圖譜相比更顯著。這些光譜之間的唯一差別是交叉馳豫的影響(其繼而確 定比例P/Pc)。在左側圖中，觀察到強背景上在550nrn處的所需發光，正如正常/ 常規光學活檢過程中的情況。完全相反地，在圖4右側的圖形中，當根據本公開 內容的典型雪崩上轉換憐光體暴露于激發功率時，示出了位于550nm處的所需發
光，其中最高的強度信號接近閾值。清楚地，用本公開內容的雪崩上轉換1^， 使得550nm的對寸^M著，而背景信號更弱。因而，M31實施所公開的系統和方 法，更好地^i辛550nm對寸，如圖4的右側圖上戶標。
參考圖5，衝共了用于實施所公開的系統和方法的典型流程圖。如其中戶際， 用于識別、測量和/或監視探針離子發射以識別較高濃度區域的典型方法/技術包 括(i)掛共顯出雪崩上轉換 鵬的探針離子，(ii)纟鄉針離子引入感興趣的解剖 和域臨床環境，(iii)允i權針離子聚餘感興趣區域中，(iv)鵬針離子暴驗 處于或m可應用閾值的激勵能量下以啟動雪崩上轉換，以及(v)識別、測量和 /鵬視探針離子對t以識別較高濃度區域。所公開的方法(以及支微種方法的 系統)具有更寬范圍的可應用性，例如，在基因診斷、免疫診斷、藥物研發、環 境觀賦、生物工程、熒光檢查等中。所公開的方法和相關的系統的尤其有利應用 包括診iSl，呈，例如光學活檢。
雖然已經參考典型實施例描述了本公開內容的系統和方法，本公開內容不受 到這種典型實施例的限制。相反地，所公開的典型實施例僅說明與所公開的系統
和方法相關的應用、實施方式以及優點。事實上，本公開內容意于包括所公開系 統和方法的修改、增強和改變，正如對于本領域技術人員基于本公開內容將顯而 易見的，并且欺體敬了本公開內容的衞申和范圍。
權利要求
1、一種用于識別感興趣區域或位置的方法，包括a.提供顯出雪崩上轉換效應的一個或多個探針離子；b.將所述探針離子暴露于激勵能量以啟動雪崩上轉換效應；以及c.基于至少部分與所述雪崩上轉換效應相關的發射確定較高濃度所述探針離子的一個或多個區域。
2、 根據權利要求i戶腿的方法，其中，將戶;M探針離子引入解剖和/或臨床環境中。
3、 根據權利要求2戶腿的方法，其中，^f妙誠探針離子官能化以使得其聚集在感興趣的區鄉n/或位置。
4、 根據前述任意一項權利要求戶腿的方法，其中，在位于或艦閾值的能級處釋方處， 能量，以啟動戶;M探針離子的上轉換雪崩效應。
5、 根據前述任意一項權禾腰求戶腿的方法，其中，由戶;f^鵬育瞳啟動的發 射 較高濃度探針離子的區敏位置和探針離子的背景等級之間進行區分中是有 效的。
6、 根據前述任意一項權利要求戶脫的方法，其中，戶;M娜會糧在足以干擾 戶;M確定步驟的等級處不啟動組織的自發熒光。
7、 根據前述任意一項權利要求戶腿的方法，其中，至少一個戶腿探針離子包括稀土和逾度金屬離子的組合。
8、 根據權利要求7所述的方法，其中，所述稀土離子是Yb3+。
9、 根據權利要求7所述的方法，其中，至少一個戶;fti探針離子是混合的稀土 湖臉屬磷光體。
10、 根據權利要求7所述的方法，其中，所^3^度金屬離子選自包括下列的 組Cr3+、 Mn4+、 V2+、 Mn2+、 Ni4+、 Fe2+、 V3+、 Cr4+、 Cu2，Ni2+。
11、 根據權禾腰求7戶脫的方法，其中，戶;f^l渡金屬離子的特征在于3d2、 3d3、 3d5或3d8的電子態。
12、 根據前述任意一項權禾腰求所述的方法，還包括卣化物主晶格以包括稀 土離子和M^度金屬離子(例如，溴化物(例如，MnBr2: Yb3+)、氯化物(MnCl2: Yb3+)鄉它卣化物(諸如RbMnCl3: Yb3+， CsMnCl3: Yb3+， CsMnBr3: Yb3+， RbMnBr3: Yb3+， Rl^MnCU: Yb3+))。
13、 根據權利要求12所述的方法，其中，所述劍七物主晶格對于艦戶艦確 定步驟的EM是有效的。
14、 根據前述任意一項權利要求所述的方法，其中，所述確定步驟與應用相 關，所述應用諸如基因診斷、免疫診斷、藥物研發、環境測試、生物工程、熒光 檢査和光學活檢。
15、 根據前述任意一項權利要求戶服的方法，還包括使用晶體場調^^f^激 勵能量的雪崩激t波長。
16、 根據前述任意一項權利要求所述的方法，其中，選擇戶;M稀土和過渡金屬離子以位于良好定義的距離處。
17、 根據前述任意一項權利要求戶誠的方法，其中，所述稀土離子和戶;M31 #屬離子之間的 角度包括角共享。
18、 一種系統，包括用于將所述探針離子暴露于激勵能量的裝置，以及用于確定與戶;M探針離子相關的激摘裝置，以支持前述任意一項權利要求戶腿的方 法。
全文摘要
本發明提供了用于顯著增加例如光學活檢的診斷過程的靈敏度和選擇性的有利系統和方法。所公開的系統和方法使用高度非線性效應，所謂的光子雪崩。在接近雪崩閾值的方案中，在研究中的探針離子的密度或激發功率的小差別可以導致上轉換發射強度的非常大的改變。通過該效應，可以僅僅精確地測量在離子濃度最高的位置處光學活檢探針離子的信號，同時，顯著地減少或消除了來自在整個測量體積上以稍低濃度分布的探針離子的背景信號的測量。同樣，利用這種技術，基本上不存在周圍健康組織的背景自發熒光。
文檔編號A61K49/00GK101410141SQ200780011503
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月19日 優先權日2006年3月29日
發明者J·F·蘇伊吉維爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司