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2021-09-27
Independent Luminescent Lifetime and Intensity Tuning of Upconversion Nanoparticles by Gradient Doping for Multiplexed Encoding

  荧光多重编码能够在一次制样中实现对多组分样品的同步识别,是现代生化研究中高灵敏度、高通量的荧光分析工具。其中编码的容量决定了整个分析过程的效率,通过对材料光学性质的调节,可以组合波长、强度、寿命等光学性质提高编码容量。然而,在实际工作中,荧光物质的发光强度与寿命通常不是独立可调的,这使得通过调节材料参数而获得的多重编码容量远远小于理论值。

  针对寿命与强度的非正交性对荧光编码数量的限制,团队基于纳米颗粒核壳结构中,激发光能量扩散过程的研究,提出可以通过敏化剂梯度掺杂的策略,使强度(k)和寿命(n)能够通过内外敏化剂掺杂浓度进行独立的调节。以此为基础的寿命与强度二维编码容量,能够扩展到理论最大值 (k+1)n-1。该方法同时也能与之前报道的其他寿命调节策略相结合,应用于彩色图像的加密编码之中。梯度掺杂的策略和简化的能量扩散模型,有助于进一步改进发光材料的结构设计和合成方法。

图1. (a)荧光强度与荧光寿命正交二维编码容量拓展示意图。

(b)敏化剂梯度掺杂结构示意图。

(c)荧光强度与荧光寿命独立调节示意图。

(d)混合样彩色加密编码效果图。

 

  参考文献:

  Xuan Liu, Zihan Chen, Hongxin Zhang, Yong Fan*, Fan Zhang*. Independent Luminescent Lifetime and Intensity Tuning of Upconversion Nanoparticles by Gradient Doping for Multiplexed Encoding. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(13), 7041-7045.