英文原题：Activatable Rare Earth Near-Infrared-II Fluorescence Ratiometric Nanoprobes
通讯作者：王强斌，中科院苏州纳米所
作者：Ziqiang Sun, Haoying Huang, Rong Zhang, Xiaohu Yang, Hongchao Yang, Chunyan Li, Yejun Zhang, and Qiangbin Wang
与传统的近红外(NIR-I, 700-900 nm)荧光成像相比，第二近红外窗口(NIR-II, 1000-1700 nm)的荧光成像因其前所未有的组织穿透能力和空间分辨率而得到了极大的关注。镧系元素掺杂的下转换纳米颗粒(DSNPs)作为NIR-II区探针的候选者之一，与无机量子点和染料不同，其发射波长不受量子限制效应或分子结构的限制，凭借其独特的activator-defined的发射特性，通过将Ln3+激活剂(如Er3+、Nd3+、Ho3+、Pr3+和Tm3+)和敏化剂(如Nd3+和Yb3+)掺杂到合适的基质(如NaYF4、NaGdF4和LiYF4)中，可以在整个NIR-II窗口调控其发射光谱。以典型的Nd3+-Yb3+-Er3+共掺杂体系为例，Nd3+作为敏化剂吸收808 nm的激发光，Yb3+作为桥离子收集Nd3+的能量并转移到激活剂Er3+，在1525 nm处产生本征发射。然而，由于多Ln3+掺杂体系中存在复杂的能量迁移过程，往往不可避免地存在能量损失。因此，抑制能量迁移和能量损耗，设计得到高效的DSNPs具有重要意义。
近日，中科院苏州纳米所王强斌团队在Nano Letters 上报道了一种高效的NaErF4@NaYF4@NaYF4:10%Nd@NaYF4 DSNP。通过调节NaYF4缓冲层的厚度来限制Er3+和Nd3+之间的离子间能量迁移，并优化最外层的NaYF4的厚度钝化表面缺陷，成功得到了单808 nm激发下的强NIR-II双荧光发射，即来自于Er3+的1525 nm和来自于Nd3+的1060 nm荧光。
利用DSNPs的双发射特性，将有机染料A1094偶联到DSNP表面而制备了一种新型的NaErF4@NaYF4@NaYF4:10%Nd@NaYF4@A1094比率型纳米探针，A1094通过共振能量转移途径有效猝灭Nd3+的1060 nm荧光，同时保留Er3+的1525 nm荧光作为参照。由于A1094对过氧亚硝酸盐(ONOO-)优异的响应性，ONOO-存在时A1094会被氧化，造成A1094对1060 nm的荧光淬灭效果减弱，1060 nm的荧光强度逐渐恢复，而1525 nm荧光强度保持不变，因此，利用I1060/I1525的比值与ONOO-浓度的线性关系可以准确检测ONOO-浓度。
以类风湿性关节炎（RA）小鼠为模型，这种可激活的稀土近红外II区荧光比率型纳米探针可以在活体水平对对ONOO-进行原位、无创、快速、灵敏的检测。
研究成果发表在Nano Letters 上，中国科学技术大学博士研究生孙自强为论文的第一作者，王强斌研究员和杨红超博士为共同通讯作者。
Activatable Rare Earth Near-Infrared-II Fluorescence Ratiometric Nanoprobes
Ziqiang Sun, Haoying Huang, Rong Zhang, Xiaohu Yang, Hongchao Yang*, Chunyan Li, Yejun Zhang, and Qiangbin Wang*
Nano Lett., 2021, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01962
Publication Date: July 24, 2021
Copyright © 2021 American Chemical Society
本文版权属于X-MOL（x-mol.com），未经许可谢绝转载！欢迎读者朋友们分享到朋友圈or微博！
长按下图识别图中二维码，轻松关注我们！
点击“阅读原文”，查看 化学 • 材料 领域所有收录期刊
