基于稀土纳米上转换发光技术的及时检测系统是以稀土红外上转换发光技术为原理，通过化学合成及稀土纳米颗粒表面处理手段，制备出对特定近红外光高灵敏性反应的稀土纳米发光材料，配以生物活性分子结合技术，融合免疫层析方法，整合激光自动检测仪器，最终开发出一种用于生物检测试剂盒的生物标记稀土荧光颗粒及检测仪器技术平台，实现了一种新型快速、准确、廉价生物体外诊断技术。该技术的实施使我国率先在生物红外上转换荧光标记纳米材料;其优点在于：高灵敏度、可定性定量、稳定、廉价、准确快速；如可以快速检测癌症、鼠役、艾滋病、各类肝炎等。
一、技术实施背景
对疾病的快速体外诊断，是当今医疗行业发展方向之一。纳米新材料、新技术是新型生物医疗诊断产品及技术的发展方向之一。现有医疗生物体外诊断技术领域多是使用酶免、金标、荧光法等，上述技术与产品中存在着诸多交叉矛盾如：廉价不准确、准确不稳定、稳定太昂贵等，以至于人们不断寻找开发新的技术与产品。2007年6月国家为此出台了管理办法，明确规定标记物的生产可以不受管理批文的限制，从而加快了标记新技术的快速发展。目前国内高端检测技术均依赖进口，无完整的自主知识产权，建立我国具有自主知识产权的技术及产品是市场的迫切需求。
二、国内外发展现状
国际技术研发的国家有：美国、菏兰、德国、英国等,它们主要是在大学中从事实验研究。国内研究近年已处于国际领先地位，代表性的有北大、吉大、复旦、北京交大、中科院长春光机所、中科院上海光机所、长春应化所、军事医学科学院五所等百余所单位；它们研究应用方向与国外基本相同。
1999年在国内率先开始针对上转换荧光纳米技术生物检测应用展开机理研究；2002年由中科院长春光机所支持组建研发公司迁移上海，并初步实现实验室制备检测；2005年联合军事医学科学院微生物流行病所（五所）、中科院上海光机所、北京交通大学完成了材料制备、生物试剂连接、仪器检测的系统应用平台的建立，由于该技术的良好灵敏及稳定性，实验室技术被特别批准应用，2008年-2010年该技术的试验产品先后参加奥运会、世博会、亚运会等国家重大活动中的生物安全保障工作，并通过了国家疾病控制中心的检测。
三、技术方案和实施内容
1、技术方案
该技术以红外上转换发光技术（UPT）为原理，通过S-G与水热法合成,用颗粒表面处理手段，制备出对特定近红外光高灵敏性反应的纳米或微颗粒的无机稀土发光材料；配以生物活性分子结合技术，融合免疫层析方法，使用980nm激光检测仪器实施定性定量分析，最终开发出一种用于生物检测试剂盒的生物标记荧光颗粒。
UPT 生物传感器用于检测以红外上转换荧光颗粒为标记物的免疫层析试纸条上检测带与控制带上的荧光信号，是一种基于上转换磷光技术（UPT）的光学生物传感器。依据配备的不同种类UPT免疫层析试纸，UPT 生物传感器可对多种目标被检物进行快速定量检测。在红外光激发下将发出波长远短于激发光的可见光。与传统的标记物相比，UCP 具有高度的敏感性、灵活性、稳定性和安全性。
2、实施内容
（1）高效率的发光材料制备：制备纳米颗粒，经过分选后其颗粒均匀完整为β相颗粒，适合生物标记使用。检测原理图：
（2）试剂盒的制备：处理修饰材料颗粒表面，使其可以与多种生物活性分子稳定连接，同时适合免疫层析试剂盒的使用，并研制自动检测设备判定。
（3）检测设备的设计与制造：研制自动检测设备判定，判读免疫层析试纸条的反应结果，其对目标可以实现快速定性定量分析。并开发出实验室应用机型、临床应用机型、野外作业便携式机型、多通道快速机型、通用型等。
综上所述，该技术系统的完成了发光标记颗粒的制备技术、生物体连接技术、自动分析仪器技术，形成完整的应用技术平台。
四、应用成果
产品于1999年启动研制，2003年初步完成生物实验室检测，2006年完成试剂盒、检测仪器配套，2007年开始应用于国家任务，2010年实施民用产业化生产，2012年规模推广销售。该产品中上海科润、科炎光电公司制备纳米材料，军事医学院微生物流行病所研制抗原抗体活性生物分子连接，中科院上海光机所完成自动检测仪研制，北京热景生物实施生产与销售；应用成果先后得到了国家863、973、科技部重大专项、军队重大科研项目、以及上海市、区的持续支持。已获得了15项医疗器械注册证书，取得了中、美、英等10个国家和地区专利授权45项，软件著作权4项。产品已广泛用于医院诊断、疾控应急、食品安全、生物安全等领域，先后服务于2008年北京奥运会、2010年上海世博会等国家重大活动中。近三年已在国内外2000家医疗、检测等机构中使用，推动了我国POCT领域自主创新技术的健康发展。
2016年1月8日国家科技奖励大会揭晓了2015年度国家技术发明奖，其中以稀土发光材料为核心的项目“基于稀土纳米上转发光技术的即时检测系统创建及多领域应用”获得国家发明二等奖，是我国稀土行业首次获得国家级技术发明奖。
五、未来前景
该技术可广泛应用在快速免疫分析、微点阵、高通量药物筛选、基因组学研究、生物显微成像、食品与环境监测等多方面。这类稀土红外发光材料技术熟化与扩展，还可带动多种学科行业创新技术的群体涌现，如光纤通信、激光显示、太阳能红外效率转化、激光照明、激光测距等。
