光学成像技术能够洞察复杂的生命活动，为揭示生物体内的复杂生理与病理动态过程提供关键视角。其中第二近红外窗口（NIR-II，700-1700 nm）的光学成像能更深入地穿透组织高清晰度成像，在活体成像、肿瘤手术导航等领域应用潜力巨大。镧系纳米粒子是理想的NIR-II发光材料，但传统镧系纳米颗粒受限于敏化剂效率，需要依赖高功率激光激发才能获得足够的发光亮度。因此，寻找替代性敏化剂，以达成低功率激发的高效近红外发光，对于拓展镧系纳米材料的应用范围具有至关重要的意义。

　　针对这一难题，本研究团队统介绍了过渡金属敏化镧系近红外发光纳米粒子的合成方法，为高性能发光材料的开发提供了标准化方案。该协议详细阐述了从三氟乙酸盐前驱体制备到最终纳米粒子合成的全流程，涵盖铬、锰、镍三种过渡金属离子作为敏化剂的合成路径。与传统镧系材料相比，过渡金属离子具有更高的摩尔吸光系数，能够显著提升材料的吸光能力和发光效率。

图1 . 过渡金属敏化镧系近红外发光纳米粒子的工作流程

　　此外，研究团队优化了热分解反应装置，成功制备了Na₃CrF₆:Er、NaMnF₃:Er和KNiF₃:Er等多种过渡金属敏化镧系纳米粒子，并构建了NaYF₄:Er@Na₃CrF₆核壳异质结构。与传统的染料敏化策略相比，该方法在保持相近能量转移效率的同时，显著提高了材料的光稳定性。同时，过渡金属元素在地壳中储量丰富，使得这种材料在成本效益方面具有明显优势，为大规模应用奠定了基础。该协议还提供了详细的故障排除指南和验证方案，确保实验的可重复性。该新型发光材料在生物医学成像（尤其是活体深组织成像）等领域展现出广阔应用前景。本研究构建的先进材料库及相关合成策略，有望推动近红外发光材料的创新应用。

图2. （a-c）铬敏化镧系纳米颗粒（Na3CrF6:Er）的结构与形貌表征。

（d-f）锰敏化镧系纳米颗粒（NaMnF3:Er）的结构与形貌表征。

（g-i）镍敏化镧系纳米颗粒（KNiF3：Er）的结构与形貌表征。

　　参考文献：

　　J. Ming, Z. Xie, J. Wu & F. Zhang. Synthesis of transition metal-sensitized lanthanide near-infrared luminescent nanoparticles. Nat. Protoc. 20, 123–456 (2025). https://doi.org/10.1038/s41596-025-01245-6