CN102007395A - 荧光标准品及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及荧光标准品，特别是用于校准光学检测器的荧光标准品。根据本发明，使用荧光矿物质或矿物质的混合物用作荧光标准品。荧光矿物质可以是天然存在的矿物质或合成生产的矿物质。优选的用作荧光标准品的荧光矿物质是刚玉、萤石、绿松石、琥珀、锆石、黝帘石、堇青石(iolite)或堇青石(cordierite)、尖晶石、黄玉、氟化钙、闪锌矿(sphalerite)或闪锌矿(zincblende、方解石(calcite)或(calcspar)、磷灰石、白钨矿或钨酸钙、硅锌矿、长石、方钠石、铀矿物质、含有Al³⁺的矿物质，特别是红宝石和蓝宝石。

Description

荧光标准品及其应用

发明领域

本发明涉及荧光标准品或光学标准品及其应用，尤其是，涉及用于校准光学检测器和荧光光谱学仪器例如显微镜、成像装置、分光光度计读板器、侧向流检测器等的荧光标准品。

发明背景

荧光是指在用一种波长的光或广义来说电磁辐射激发后，被激发的电子状态向低能状态跃迁后自发发射的持续时间短的另一种波长的光。存在大量在其中发生荧光现象的天然和合成物质或化合物，它们因此被称为荧光团。

在荧光光谱术中，存在着对荧光标准品的需要，以便为进行的测量提供参比点。常规的荧光标准品或荧光染料一般由有机化合物构成。这些荧光染料的基础是荧光染料的分子当被可见或紫外光照射时，将一部分吸收的能量作为已知的不同波长的荧光光线发射出来。这些染料分子用在各种不同的生物学分析中，例如在它们发射的荧光信号可以提供关于正在研究的系统的信息的情况下的生物学分析中。

但是，现有的荧光标准品和荧光染料具有下列一种或多种缺点：它们在适用时间段中不稳定，容易衰减(特别是在长期照射下或以高强度照射时)，只可用于狭窄的光谱范围内，成本高，机械、热和化学不稳定，以及可能老化或变干，这导致荧光强度的变化。

本发明的目的是提供不受上述缺点困扰的荧光标准品。

发明简述

根据本发明的第一方面，通过使用荧光矿物质或含有荧光矿物质的物质作为荧光标准品，实现了上述目的。这可以是天然矿物质或合成矿物质。

有利情况下，荧光矿物质是刚玉、特别是红宝石或蓝宝石、萤石、绿萤石、绿松石、锆石、黝帘石、堇青石(iolite)或堇青石(cordierite)、尖晶石、黄玉、氟化钙、闪锌矿(sphalerite)或闪锌矿(zincblende)、纤锌矿、方解石(calcite)或方解石(calcspar)、磷灰石、白钨矿或钨酸钙、钼钙矿、硅锌矿、长石、方钠石、铀矿物质、磷灰石或氟磷灰石或氯磷灰石或羟基磷灰石、岩盐、坦桑石、海蓝宝石、电气石、透闪石、锌日光石、纤沸石、日光榴石、钙柱石、白铍石、硅铍铝钠石、氟盐、硅钡铍矿、白硅铍石、钠长石、方沸石、铌锆钠石、钙蔷薇辉石、天青石、粒硅镁石、贵橄榄石或斜纤蛇纹石(clinochrysolite)、金绿宝石、异极矿、六水泻盐、碳锶矿、斑彩石、中长石、铁白云石、文石、缅甸硬琥珀、玉髓、白铅矿、查罗石、金钢石、透辉石、水铝石、硅钙铁铀钍矿、异性石、红锰铁矿、硫镉矿、钙铝榴石、紫锂辉石、青金石、锂云母、铅丹、块硅镁石、奥长石、蛋白石、硅硼钙铝石、角铅矿、磷叶石、硼锂铍铯矿(rhodicite)、菱锰矿、菱镁矿、硫磺、碳酸钠钙石、菱铁矿、灰硅钙石、锂辉石、钨铅矿、钒铅矿、黑钨矿、钼铅矿、YAG、红锌矿、辰砂、氯黄晶、菱锌矿、铅矾、微斜长石、正长石、赛黄晶、水氯铅矿、单斜水氯铅矿、硅锆钠石、硅酸钍矿、硅酸钡钛矿、硅铍石、锂霞石、白云石、砷灰石、针钠钙石、镁锰闪石、锰斧石、硅钙铅锌矿、硫硅钙铅矿、镁柱石、菱镉矿、硅砷锰钠矿、蓝晶石、钙铬榴石、透长石、方柱石、碳硅石(SiC)、立方氧化锆、琥珀、珊瑚、珍珠、珍珠母、象牙或含有Al³⁺的矿物质或氧化物和氢氧化物矿物质。

任选地，荧光矿物质可以掺杂有活化剂或活化剂的组合，其中适合的活化剂是：二价锰、铅、锑、铈特别是三价铈、三价铬、二价或三价铁、三价或四价钛、铜、银、二价钐、二价或三价铕、三价铽、三价镝、三价钬、三价铒、铀酰化合物、钌化合物、锡化合物、铊化合物、铋化合物、钨酸盐化合物、钼酸盐化合物、硫磺、钒化合物、镧化合物、镨化合物、钕化合物、钷化合物、钆化合物、铥化合物、镱化合物、镥化合物。

活化剂可以0.001％到20％(重量百分比)的掺杂率存在于矿物质中。

荧光矿物质可以各种不同形式用作荧光标准品，例如采用圆柱体、棱柱、平板、晶胞、管、毛细管、立方体、薄片、球粒或珠子、纳粒的形式，或作为粉末。在珠子、纳粒或粉末的情况下，荧光矿物质可以包埋或聚合在聚合物或例如由玻璃、塑料或水凝胶制成的载体基质中。采用多个小颗粒例如珠子的形式将荧光矿物质用作荧光标准品，增加了标准品的均匀性，因为能够确定测量过程中的统计学平均值。

任选地，可以通过将具有所需功能的官能团化学连接到荧光矿物质的表面，针对作为荧光标准品的目标应用对荧光矿物质进行官能化。具体来说，氧化物和氢氧化物矿物质容易进行化学修饰。然后可以将官能化的矿物质结合到作为检测标志物的其他分子上，作为荧光标准品。另一种类型的结合可以通过包封在例如已经被官能化或可以被官能化的珠子、纳米材料、聚合物、凝胶、水凝胶、玻璃和球粒中来进行。

有利情况下，荧光矿物质用作荧光标准品来校准光学仪器。

有利情况下，荧光矿物质用作荧光标准品来鉴定产物或物体。

有利情况下，荧光矿物质用作荧光标准品来测定荧光矿物质上的入射光的量。

有利情况下，荧光矿物质用作荧光标准品来测量以及如果可行的话、控制温度。

根据本发明的另一方面，制备了用于容纳至少一种样品的样品板，所述样品板包含作为荧光标准品的荧光矿物质(天然或合成的)或含有荧光矿物质的物质。

该样品板可以被设计成例如具有多个孔(例如96个孔)的微量滴定板，或优选设计成孔板，其中多个孔贯穿孔板，这些孔的尺寸被制造成使得导入到这些孔中的样品因为毛细管力对抗重力而保持在孔中。

根据本发明，整个样品板或样品板的仅仅一部分可以由作为荧光标准品的荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质制成。

或者，在具有多个孔的微量滴定板的情况下，作为荧光标准品的荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质可以位于至少一个孔中，即使得它可以移除或永久地结合到样品板上。在具有多个孔的孔板的情况下，作为荧光标准品的荧光矿物质可以位于至少一个孔中。在这种可选方案中，微量滴定板或孔板本身可以由已知材料例如塑料或玻璃制成。优选情况下，作为荧光标准品的荧光矿物质具有与微量滴定板的孔的形状或孔板的孔的形状对应的形状(优选为圆柱形)。

本发明的方面的其他有利实施方案限定在相关的权利要求中。

附图说明

图1a显示了作为荧光标准品的本发明的荧光矿物质的优选圆柱形的形状。

图1b示意显示了提供有图1a的作为荧光标准品的本发明的荧光矿物质的样品板的顶视图。

图1c显示了图1b沿着线A-A的横截面图。

图2示意显示了特别适合与本发明的荧光标准品一起使用的光学读数装置。

图3a到3n以直方图的形式显示了对本发明的荧光标准品以及用于比较目的的一些常规荧光标准品在不同激发和发射波长处测量到的荧光强度。

图4a到4f以直方图的形式显示了对本发明的荧光标准品以及用于比较目的的一些常规荧光标准品在不同激发和发射波长处测量到的荧光强度的概述。

图5显示了采用红宝石形式的本发明的荧光标准品的测量到的荧光强度，作为用532nm激发波长处的光照射的持续时间的函数。

图6显示了采用红宝石形式的本发明的荧光标准品的发射光谱的温度依从性。

图7显示了采用红宝石形式的本发明的荧光标准品加热到约200或250℃时的荧光强度作为时间的函数。

发明详述

作为广泛检验和实验的结果，令人吃惊地确定了荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质或材料适合有利地用作荧光标准品，其与现有技术的荧光标准品相比具有大量优点，正如下面的本发明的详细描述所显示的。

本领域技术人员已经了解，某些天然存在的矿物质具有少量的一种或多种活化剂，其中活化剂以掺入到矿物质晶体结构中的原子、分子或离子的形式存在，并且在矿物质被辐照激发时导致荧光现象。但是，也存在无定形的荧光矿物质。就此而言，一些矿物质能够在广泛的激发和发射光波长范围内表现出荧光。理想的荧光标准品是在应用所需范围内的光的整个光谱范围内表现出基本上恒定的荧光强度、经济、不衰减、易于加工并能制成不同形状、随温度尽可能稳定、化学惰性并且不老化的标准品。就此而言，化学惰性意味着荧光标准品在暴露于化学物质时其荧光性质不改变。但是，正如下文进一步描述的，本发明的荧光标准品也能被化学官能化。

令人吃惊的是，广泛的实验已证实红宝石(天然或合成的)是与理想相对接近的荧光标准品。但是也可以使用其他材料，例如蓝宝石、萤石、绿松石、琥珀、锆石、黝帘石、堇青石(iolite)或堇青石(cordierite)、尖晶石、黄玉、氟化钙、闪锌矿(sphalerite)或闪锌矿(zincblende、方解石(calcite)或(calcspar)、磷灰石、白钨矿或钨酸钙、硅锌矿、长石、方钠石、铀矿物质、含有Al³⁺的矿物质。其他根据本发明可用作荧光标准品的荧光矿物质描述在书《荧光：紫外光下的宝石和矿物质》(Fluorescence：Gems and Minerals under Ultraviolet Light，Manuel Robbins，GeoSciences Press，Inc.，Phoenix，Arizona，1994)和《荧光矿物质的世界》(The World of Fluorescent Minerals，Stuart Schneider，Schiffer Publishing Ltd.，Atglen，PA，2006)中，在此以其全文明确引为参考。

本领域技术人员将会认识到，为了进一步改进荧光标准品的性质、特别是在广泛波长范围内荧光强度的较低波长依从性方面，提供不同荧光矿物质的混合物可能是有利的，这些不同荧光矿物质能够一起工作，使得混合物具有应用所需的荧光强度的波长依从性。

上述矿物质可以掺杂有下列活化剂之一或其组合：二价锰、铅、锑、铈特别是三价铈、三价铬、二价或三价铁、三价或四价钛、铜、银、二价钐、二价或三价铕、三价铽、三价镝、三价钬、三价铒、铀酰化合物、钌化合物、钨酸盐化合物、钼酸盐化合物、硫磺和其他稀土元素。在这种情况下，活化剂可以0.001％到20％(重量百分比)的掺杂率存在于矿物质中。

本发明的优点为，上面提到的矿物质如果可以与至少一种活化剂组合使用，不仅在UV光激发下发荧光，而且能够在广泛波长范围内被激发，即在某些情况下在超过600nm的波长处被激发。

除了天然存在的荧光矿物质之外，合成生产的荧光矿物质(通常也称为合成宝石)也适合本发明的作为荧光标准品的应用。例如，下列矿物质或宝石可以合成生产并可商购：金钢石、碳化硅(碳硅石)、红宝石、蓝宝石、锆石、绿柱石、祖母绿、蛋白石、石英、翡翠、黄玉、绿松石、青金石、金绿宝石、琥珀、尖晶石、电气石、坦桑石、闪锌矿、纤锌矿等。对于合成矿物质或宝石的详细描述，我们向本领域技术人员指出下列书籍，其在此以其全文明确引为参考：《人造宝石》(Artificial Gemstones，Michael O′Donoughue，NAG Press，London，2005)。

因为上面描述的用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质通常是固体，取决于作为荧光标准品的所需应用，它们可以各种不同的形式提供，例如薄片、圆柱、棱柱或其他几何形状，磨光的或粗糙的，切碎、碾碎、砍碎，并且优选作为粉末或包埋的或聚合的粉末，其能够被加工或制备/生成所有尺寸。粉碎具有不产生废物、消除了切削和磨光的高额费用、使荧光标准品的不均质性达到平均、不同材料的粉末可以混合在一起以及粉末可以进一步包埋在其他材料(例如聚合物、树脂、凝胶等)中的优点。

优选情况下，本发明的用作荧光标准品的荧光矿物质具有圆柱形状，正如在图1a中示意显示的。就此而言，例如，可以将粉状红宝石(例如红宝石纳粒)包埋在聚合物(例如COC[环烯烃共聚物]、COP[环烯烃聚合物]、丙烯酸类物等)或水凝胶中，并模制、也就是说完全聚合成具有不同直径和长度的圆柱体。这样的圆柱体可以按照需要切割成适合的较短的圆柱体。这代表了不同圆柱体尺寸的容易和经济的生产方法。正如提到的，用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质具有图1a中的圆柱形状，其中圆柱体2的长度和直径小于圆柱体4的长度和直径。

用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质优选采用圆柱形状的另一个原因是，采取这种形式的用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质可以非常容易地插入到相应仪器的相应形状的孔中，用于例如仪器校准的目的。

有利情况下，上面描述的用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质可以整合在用于容纳多个样品的样品板或样品载体中。该样品板可以体现为例如显微镜载片或具有多个孔(例如96个孔)的微量滴定板。在这种情况下，整个显微镜载片或微量滴定板或其仅仅某一部分，可以由用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质制成。或者，本发明的样品载体可以被设计成容纳多个毛细管、小室、反应容器、凝胶、聚合物、管和/或微流体芯片。

在微滴定板的情况下，用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质可以位于至少一个孔中。例如，如果用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质以上述的圆柱体形状存在，并且微量滴定板中的孔具有相应互补的圆柱形状，那么用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质可以容易地插入到一个或多个这些孔中，即，使得它可以被移除或通过例如粘合永久地结合到样品板上。

在图1b和1c中，显示了用于容纳多个样品的样品板的另一个优选实施方案，其中上述用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质可以集成良好的优点。图1b和1c中显示的样品板是具有多个孔12a、12b、12c、14a、14b、14c的孔板，它们贯穿孔板10，这些孔的尺寸被制成使得导入到这些孔12a、12b、12c、14a、14b、14c中的样品由于毛细管力对抗重力而保持在孔中。图1b和1c中显示的孔板10具有例如6个孔12a、12b、12c、14a、14b、14c，其中三个孔的组具有同样的直径，孔12a、12b、12c的直径小于孔14a、14b、14c的直径。但是，本领域技术人员将会认识到，本发明不限于图1a和1b中显示的孔的数量、形状和排列。

正如同上面描述的显微镜载片和微量滴定板的情况，整个孔板10或其仅仅一部分可以根据本发明由用作荧光标准品的荧光矿物质制成。

但是，优选情况下，采用圆柱体、例如来自图1的圆柱体2和4的形状的用作荧光标准品的荧光矿物质被插入到孔板10的至少一个孔中。因此，例如，用作荧光标准品的荧光矿物质位于图1b显示的孔板10中的每个孔12b和14b中。液体样品位于孔12a和14a中，孔12c和14c是空的。与上面描述的微量滴定板的情况相同，用作荧光标准品的荧光矿物质的圆柱体可以插入到孔板10中，使得它可以被移除或例如通过粘合永久地结合到孔板10上。适合用于本发明的孔板的其他优选实施方案更详细地描述在PCT/EP2009/002333中，该专利申请在此以其全文明确引为参考。

图2中显示的光学测量仪器50由德国的ESE GmbH公司销售，并更详细地描述在国际专利申请PCT/EP2008/001468中，该专利申请在此以其全文明确引为参考，所述光学测量仪器50已被证明特别适合与上述的荧光标准品和样品板一起使用。测量仪器50包括整体电光学模块52，其含有用于执行测量的光学和电子组件。该模块同样更详细描述在上面引用的PCT/EP2008/001468中，具有共焦光学设计。

此外，测量仪器50包括用于容纳样品板56的插入件54，所述样品板可以是上面描述的样品板之一，即显微镜载片、微量滴定板或孔板，其中整合有本发明的用作荧光标准品的荧光矿物质。样品板56可以放置在插入件54中并相对于模块52移动。此外或可替选地，模块52可以相对于样品板56移动。测量仪器50附加地装备有用于控制测量的小键盘或控制板58，以及用于显示已经获得的测量结果的显示器60。

上面描述的本发明的荧光标准品和由这种荧光标准品制成的样品板，适合于用于测量稳态荧光、时间分辨荧光、荧光寿命和/或荧光偏振的仪器的校准。在这种情况下，校正或校准的概念涉及荧光信号的波长、荧光信号的强度、荧光信号的寿命或长度和/或样品板的方向。方向可以通过相对于光读数器移动样品板来控制或调节，即进入例如其中观察到最大荧光强度的位置。

本发明的荧光标准品将用于监测例如荧光传感器的准确性和操作功能性。荧光标准品可以内置于例如分析仪器(例如上述光学测量仪器50)中，以便保证这些仪器的机能。例如，仪器执行自检、包括传感器功能。在此期间，传感器照射荧光标准品并测量标准品的荧光强度。然后将该值与储存的值进行比较。如果两个值位于允许的公差范围内，那么自检被报告为通过。在此过程中，检查了仪器的光源、检测器、电子器件以及机械部件(如果传感器一开始必须移动的话)。

本发明的荧光矿物质的用途不仅限于强度测量。荧光可用于强度测量，但是也可以时间分辨的方式用于激发态的寿命测定，用于偏振测量，用于具有调制过的强度的被激发荧光的相位移测量，以及用于旋转相关时间的测量，这是因为荧光分子在从激发到发射的时间延迟过程中可以移动，并且如果以偏振方式发射的话，能够发射超过特定立体角的光。因此，本发明的荧光矿物质或其混合物能够用作所有这些类型的荧光测量的标准品。

本发明的荧光矿物质的用途不限于它们作为荧光标准品的应用；相反，矿物质也可以用作颜色标准品或反射测量标准品，总的来说用作光学标准品。

类似地，本发明的荧光标准品可以例如通过将官能团化学结合到表面上而被官能化。本领域技术人员将会认识到，氧化物例如刚玉/红宝石/蓝宝石或硅酸盐，可以利用硅化学(硅烷、硅氧烷)相对容易地装配上所有可能的官能团。此外，将本发明的荧光矿物质包封在球粒或珠子、特别是纳珠中并在流通式计数器中使用它们，也是可能的。

此外，根据本发明，使用本发明的荧光标准品独特地鉴定任何所需产物或物体，也是可能的。也就是说，用作荧光标准品的本发明的荧光矿物质对于光、温度和其他影响来说是稳定的，因此可以用它容易地提供例如标签、条形码、包装等，并且它们在相对长时期后仍然能够被可靠地读出或识别。在这种设计中，人们可以使用各种不同的稳定的荧光矿物质作为荧光标准品，并在不同波长下的颜色或强度组合的基础上推演出原始物体。这在例如超市的收银机、进行多重生物化学分析、在海关鉴定供应链和原件、用于防伪身份证、钞票以及用于定制和可追溯艺术家的画作时，是重要的。

此外，通过使用其荧光特定用于温度检测器，本发明的荧光矿物质或包含这些本发明的矿物质的物质可用于监测温度和用于测量的温度校准。因为本发明的荧光矿物质的荧光强度依赖于其温度并且它们具有相对高的熔点(例如，红宝石的熔点约为2050℃)，如果可以在不同波长或甚至在单一波长下使用的话，人们可以根据荧光强度通过荧光测量确定温度。就此而言，特别有趣的是只有非常少的常规温度测量装置覆盖了高达2000℃以上的范围，但是这对于例如工业烧结工艺来说是非常重要的。

例如红宝石的另一个优点是无毒和难以溶解。这使它可以用于医疗技术中，例如在植入物中，并用于许多诊断目的，例如作为监测植入物中的葡萄糖含量的标准品

实施例

1.将可商购的彩色玻璃与用作荧光标准品的本发明的矿物质进行比较。这里，激发(在图中缩写为Ex)发生在365nm到660nm范围内的值处，发射(在图中缩写为Em)在480nm到720nm范围内的值处测量，使用体现为ESE FluoSens传感器的上述测量仪器50。

使用的对比玻璃是可以从Schott玻璃公司商购的彩色玻璃，产品名称为OG 550(熔号(melt number)：339636，尺寸为50.0x 50.0mm，厚度为1.0mm)、OY 530(尺寸为13.0mm，直径，厚度为2.0mm)和OY 570(尺寸为13.0mm，厚度为2.0mm)。

图3a到3n以直方图的形式显示了对红宝石、琥珀、绿松石、氟化钙和三种可以从Schott获得的不同荧光标准品、即玻璃OG 550、OY530和OY 570，在不同激发和发射波长处测量到的用mV表示的荧光强度。

可商购玻璃用作荧光标准品的有限适用性立即显现出来，因为它们在许多波长组合处(激发(Ex)/检测(Em))显示出非常轻微的信号或甚至没有信号。

相比之下，例如红宝石，在几乎所有波长组合处、但特别是在较长波长处显示出非常清楚的荧光信号。在该范围内，事实上不存在用作“耐光的”、也就是说在相对长时间辐照下不衰减(漂白)的荧光标准品的有机化合物。本发明的荧光矿物质、特别是红宝石的另一个优点是明显的荧光强度，并具有大的“Stokes频移”，也就是激发波长(Ex)与发射波长(Em)之间的差。

图4a到4f以直方图的形式显示了所研究的材料在不同波长处测量到的荧光强度的概述。数码键中列出的参数G表示荧光传感器的灵敏度设置。一般来说，G的数值越高，灵敏度越高。G与用于激发的LED的功率相关。LED的功率越高，它的发光越亮，并且激发就越有效。而且，对于红宝石来说尤其可以注意到在广泛波长范围内的显著的荧光强度。

3.图5显示使用在532nm激发波长处具有18MW输出的激光器进行的“漂白”试验的结果。在该试验中，将红宝石用激光器照射或激发不同长度的时间，并测量荧光强度。图显示出了基本上水平的回归线，这表明红宝石的荧光强度不依赖于照射的时间长度，事实上特别是在较长时间的照射后没有降低。换句话说，当本发明的红宝石用作荧光标准品时，没有发生荧光标准品的衰减(漂白)。这里，我们出于比较的目的指出，只有常规的有机荧光标准品或染料在532nm激发波长处、在日光强度下、在仅仅几分钟内显著衰减，所述日光强度比该实验中使用的激发光低几个数量级，其由输出为18MW的激光产生。

4.图6显示了不同温度下红宝石测量到的荧光强度作为波长的函数。红宝石用波长为400nm的光激发。不同曲线显示了室温与约65℃之间的温度下的测量值，其中最大荧光强度在约65℃的温度下在约693nm的发射波长处测得。

5.图7以另一种形式显示了红宝石的荧光对温度的依从性。在该实验中，将红宝石用加热枪加热到约200到250℃。在通过加热枪加热停止在t＝0的时间后，将红宝石冷却回到室温。在该红宝石的冷却阶段、也就是说降低温度的过程中，在同样的激发光波长(470nm)和强度下测量了荧光强度作为时间、因此也是温度的函数。测量在520nm波长处进行。

本领域技术人员将会容易地认识到，本文描述的本发明的荧光矿物质或包含这些荧光矿物质的物质，可以上面描述的方式之外的其他方式有利地使用，这些方式同样打算包含在随附的权利要求书中定义的本发明的保护范围内。尤其是，本领域技术人员将会认识到，本文使用的术语“荧光标准品”应该被广义解释，并包括所有在其中使用了本发明的矿物质的荧光特性的应用，所述荧光特性即是在适当激发后在确定波长处发射出具有可测量的物理性质(例如强度、偏振、寿命、相位移、旋转相关时间)的电磁辐射。

Claims (25)

1.荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作光学标准品或荧光标准品的应用，其中矿物质可以是天然存在的矿物质或合成生产的矿物质。

2.权利要求1的应用，其中荧光矿物质是刚玉、特别是红宝石或蓝宝石、萤石、绿萤石、绿松石、锆石、黝帘石、堇青石(iolite)或堇青石(cordierite)、尖晶石、黄玉、氟化钙、闪锌矿(sphalerite)或闪锌矿(zincblende)、纤锌矿、方解石(calcite)或方解石(calcspar)、磷灰石、白钨矿或钨酸钙、钼钙矿、硅锌矿、长石、方钠石、铀矿物质、磷灰石或氟磷灰石或氯磷灰石或羟基磷灰石、岩盐、坦桑石、海蓝宝石、电气石、透闪石、锌日光石、纤沸石、日光榴石、钙柱石、白铍石、硅铍铝钠石、氟盐、硅钡铍矿、白硅铍石、钠长石、方沸石、铌锆钠石、钙蔷薇辉石、天青石、粒硅镁石、贵橄榄石或斜纤蛇纹石(clinochrysolite)、金绿宝石、异极矿、六水泻盐、碳锶矿、斑彩石、中长石、铁白云石、文石、缅甸硬琥珀、玉髓、白铅矿、查罗石、金钢石、透辉石、水铝石、硅钙铁铀钍矿、异性石、红锰铁矿、硫镉矿、钙铝榴石、紫锂辉石、青金石、锂云母、铅丹、块硅镁石、奥长石、蛋白石、硅硼钙铝石、角铅矿、磷叶石、硼锂铍铯矿(rhodicite)、菱锰矿、菱镁矿、硫磺、碳酸钠钙石、菱铁矿、灰硅钙石、锂辉石、钨铅矿、钒铅矿、黑钨矿、钼铅矿、YAG、红锌矿、辰砂、氯黄晶、菱锌矿、铅矾、微斜长石、正长石、赛黄晶、水氯铅矿、单斜水氯铅矿、硅锆钠石、硅酸钍矿、硅酸钡钛矿、硅铍石、锂霞石、白云石、砷灰石、针钠钙石、镁锰闪石、锰斧石、硅钙铅锌矿、硫硅钙铅矿、镁柱石、菱镉矿、硅砷锰钠矿、蓝晶石、钙铬榴石、透长石、方柱石、碳硅石(SiC)、立方氧化锆、琥珀、珊瑚、珍珠、珍珠母、象牙或含有Al³⁺的矿物质或氧化物和氢氧化物矿物质。

3.权利要求1的应用，其中荧光矿物质含有活化剂或活化剂的组合，所述活化剂或活化剂组合选自：二价锰、铅、锑、铈特别是三价铈、三价铬、二价或三价铁、三价或四价钛、铜、银、二价钐、二价或三价铕、三价铽、三价镝、三价钬、三价铒、铀酰化合物、钌化合物、锡化合物、铊化合物、铋化合物、钨酸盐化合物、钼酸盐化合物、硫磺、钒化合物、镧化合物、镨化合物、钕化合物、钷化合物、钆化合物、铥化合物、镱化合物、镥化合物。

4.权利要求3的应用，其中矿物质中包含的活化剂或多种活化剂的掺杂率按重量计为0.001％到20％。

5.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质以圆柱体、棱柱、平板、薄片、球粒或珠子、纳粒或粉末的形式存在。

6.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质包埋或聚合在聚合物、凝胶、水凝胶、玻璃或载体基质中。

7.权利要求1的应用，其中用作荧光标准品的应用包括测量荧光的强度、偏振、寿命、相位移和/或旋转相关时间。

8.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质通过将具有所需功能的官能团化学连接到荧光矿物质的表面，针对作为荧光标准品的所需应用进行官能化。

9.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质被包埋在用于所需应用的纳粒中。

10.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作荧光标准品来校准光学仪器。

11.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作荧光标准品，以便执行光学测量仪器的仪器自检或检查仪器的机能。

12.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作荧光标准品，以便校准或读出化学反应或生物化学或诊断分析或检验。

13.权利要求12的应用，其中被读取的分析或检验是葡萄糖监测检验、免疫分析、蛋白检测分析、细胞分析、细胞计数检验、激素检验、水分析、食品分析、表面分析或核酸检验或核酸扩增检验。

14.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质通过将其作为标记物施加到分子而用作荧光标准品。

15.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作荧光标准品来鉴定产物或物体。

16.权利要求1的应用，其中荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作荧光标准品来测量以及如果可行的话控制温度，尤其是荧光矿物质的温度。

17.用于容纳至少一种样品的样品板，所述样品板包含用作荧光标准品的荧光矿物质或含有荧光矿物质的物质。

18.权利要求17的样品板，其中样品板完全由荧光矿物质或含有荧光矿物质的物质构成。

19.权利要求17的样品板，其中荧光矿物质或含有荧光矿物质的物质包埋在载体基质中。

20.权利要求17的样品板，其中样品板是具有多个孔的微量滴定板。

21.权利要求17的样品板，其中用作荧光标准品的荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质位于样品板的至少一个孔中，即，使得它可以移除或永久地结合到样品板上。

22.权利要求17的样品板，其中样品板是孔板，在孔板中多个孔贯穿孔板，并且这些孔的尺寸被制成使得导入到这些孔中的样品由于毛细管力对抗重力而保持在孔中。

23.权利要求22的样品板，其中用作荧光标准品的荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质位于孔板的至少一个孔中，并具有与孔板的孔的形状基本上对应的形状。

24.权利要求17的样品板，其中样品板是毛细管、小室、反应容器、凝胶、聚合物、管或微流体芯片。

25.荧光矿物质或包含荧光矿物质的物质用作电磁辐射、尤其是UV、可见光和红外区域以及x-射线区域的电磁辐射的检测器的应用。

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