1. 稀土稀土元素
稀土元素的提純技術是一項精密復雜的化學工藝。16種稀土元素中，除了Pm外，其餘元素通常可以達到99.9999%的純度。然而，從混合稀土化合物中分離出單一元素並非易事，主要困難在於鑭系元素間的物理和化學性質極其相近，它們的離子半徑相近，且通常以穩定的三價態存在於水溶液中，與水有較強的親和力，這使得它們在水溶液中的化學行為相似，分離過程極其困難。
自1794年發現釔到1905年發現鑥，所有單一分離稀土元素，包括鐳的發現，都依賴於分步法，這種方法是根據化合物在溶劑中的溶解度差異進行分離。然而，由於稀土元素之間的溶解度差距微小，需要反復操作多次，如鐳的分離就需要重復2萬次，這使得大量生產單一稀土成為艱巨任務。
為解決分步法的局限，第二次世界大戰後，離子交換色層分析法應運而生。它利用離子交換樹脂吸附和釋放稀土離子的特性，能同時分離多個元素並獲得高純度產品。盡管有成本高、處理時間長等缺點，它在製取超高純單品和重稀土元素分離中仍有重要應用。
相比之下，溶劑萃取法因其分離效果好、生產能力大和連續生產的優勢，逐漸成為分離大量稀土的主流方法。該方法使用有機溶劑從水溶液中提取稀土，例如酸性磷酸酯陽離子萃取劑、胺陰離子交換液和中性磷酸酯溶劑。萃取過程包括萃取、洗滌和反萃取三個階段，使用的設備有混合澄清槽和離心萃取器。
稀土就是化學元素周期表中鑭系元素——鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)，以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素——鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素，稱為稀土元素(Rare Earth)。簡稱稀土(RE或R)。
2. 光學分析熒光分析法
熒光分析法是DNA檢測領域常用的方法，其原理是通過在DNA靶序列上標記熒光染料，形成熒光雜交體，通過熒光掃描儀或激光掃描共焦顯微鏡獲取信號。這種方法穩定可靠，但掃描設備昂貴，成本高，且熒光在空氣中容易淬滅。熒游標記可以應用於DNA探針或靶基因，通過檢測熒光信號變化來檢測DNA。例如，Bier等利用花青二聚體YOYO和Picogreen作為嵌入劑，區分不同DNA序列，檢出限低至300pg/mL，且具有重復使用性。Krull等通過共價固定光纖表面的探針與EB反應，可檢測到極低濃度的DNA，且具有復用性。
時間分辨熒光分析法是基於熒光壽命更長的稀土金屬熒光特性發展起來的，它能提高分析靈敏度，減少干擾。鑭系元素螯合物是常用的示蹤物，納米技術的應用如銪螯合物染色的納米粒子進一步提升了其性能。本課題組研究了通過銪離子調控時間分辨熒光，應用於DNA標記檢測，具有高靈敏度。
分子信標技術是熒光分析的進一步發展，由Tyagi等人提出。分子信標是具有特定靶序列互補的DNA探針，其結構使熒光分子與淬滅分子在無靶序列時相互靠近，抑制熒光。有靶序列時，熒光信號增強，這技術具有低背景、高靈敏度和高特異性。已廣泛用於實時熒光定量檢測，如在活細胞中檢測RNA和雜交過程，還可實現多色同時檢測。
熒光能量轉移技術，如吖啶橙-羅丹明B體系，利用DNA對能量轉移的影響，用於DNA測定。半導體量子點作為新型標記物，由於其獨特的光譜特性，如寬激光光譜、可調色和高穩定性，為生物熒光檢測提供了新途徑。量子點與分子信標、熒光探針結合，如親和素-量子點雜交、熒光量子點與「發夾分子」的熒光能量轉移，都展示了在DNA檢測中的潛力。
光學分析方法（opticalmethodofanalysis）---利用物質的光學性質進行化學分析的方法。分3種類型：(1)基於發射原理的有發射光譜化學分析、火焰光度分析、熒光X射線光譜分析、熒光分析、原子熒光譜分析等；(2)基於吸收原理的有比色分析、比濁分析、紅外線吸收光譜分析、原子吸收光譜分析等；(3)基於其他原理的還有X射線衍射分析、電子顯微鏡分析以及偏光分析等。