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2022-05-25
用于体内生物成像的重掺杂稀土纳米粒子的可调谐和增强 NIR-II 发光

  由于多色观察和高空间的优点,过去十年见证了用于疾病筛查和图像引导手术干预的第二近红外(NIR-II,1000-1700 nm)窗口的光学成像的蓬勃发展- 深部组织的时间分辨率。因此,需要明亮的多光谱 NIR-II 探针并发挥关键作用。在这里,我们报告了一组具有六方相(β 相)的明亮稀土基 NIR-II 降档纳米粒子(DSNP)的合成。与广泛报道的 DSNPs (β-NaYF4@NaYF 4 :20Yb/(0.5–2)A@NaYF 4; A = Ho、Pr、Tm 或 Er) 之前,我们揭示了敏化剂和活化剂的浓度可以进一步高度掺杂,不受浓度猝灭效应的限制。我们的结果表明,重掺杂 DSNP(β-NaYF 4 @NaYbF 4 :A@NaYF 4,A = 20Ho,3Pr,4Tm 或 10Er)中的优化公式导致 NIR-II 发光增强 1.2 至 4.2 倍。特别是对于具有延伸到 NIR-IIb 窗口(1500-1700 nm)的长波长光子的重度 Er 掺杂 DSNP,我们可以通过引入有益的交叉弛豫和具有更高声子能量(立方相NaYF 4 @NaYbF 4 :10Er/5Ce@NaYF 4),导致总共~11.4倍的增强。由此产生的生物相容性、明亮的 NIR-II 发射 DSNP 使我们能够通过完整的头皮和颅骨在体内监测脑血管,以及具有高空间分辨率的双色动态肿瘤成像。这项工作表明重掺杂的 DSNPs 用于脑血管异常的多重成像对脑疾病的诊断和治疗具有潜力。

  

  参考文献:

  Zhengcheng Zhang, Yang Yang, Mengyao Zhao, Lingfei Lu, Fan Zhang, and Yong Fan*, Tunable and Enhanced NIR-II Luminescence from Heavily Doped Rare-Earth Nanoparticles for In Vivo Bioimaging, ACS Appl. Bio Mater. 2022, 5, 6, 2935-2942.