中科院福建物构所洪茂椿院士课题组：可超低功率激发的稀土掺杂无机纳米发光颗粒

中科院福建物质结构研究所洪茂椿院士和刘永升研究员等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，报道了一种利用注射泵辅助壳层外延生长稀土掺杂核壳结构纳米颗粒的方法，成功制备了可超低功率激发而且具有良好光热稳定性的稀土掺杂无机纳米荧光探针，并为其在临床安全应用奠定了良好的基础。

稀土掺杂无机纳米荧光颗粒因其生物组织穿透性好、成像分辨率高以及良好的光热稳定性，广泛应用于生物医学影像领域。但是，目前稀土掺杂无机纳米颗粒用于生物体内成像的辐照功率密度远高于美国国家标准协会（ANSI）设定的近红外光辐照生物组织的安全阈值，严重阻碍了其临床应用转化。

近日，中科院福建物质结构研究所洪茂椿院士和刘永升研究员等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，报道了一种利用注射泵辅助壳层外延生长稀土掺杂核壳结构纳米颗粒的方法，首次构建了一类可低功率激发的稀土掺杂核壳结构纳米颗粒(KMgF₃:Yb/Er@KMgF₃)。

图1 低功率可激发KMgF₃:Yb/Er@KMgF₃纳米颗粒的合成流程以及结构和光谱性能表征

该团队通过精准控制壳层原料的注射速率，使得KMgF₃:Yb/Er@KMgF₃核壳结构纳米颗粒的结晶性更好、晶体缺陷更少，显著降低了材料的最低激发功率密度阈值，使得该纳米颗粒可通过氙灯或者功率密度低至0.08 mW cm⁻²的980 nm激光器激发，这比ANSI设定的生物体内成像的安全阈值（以980 nm为例，730 mW cm⁻²）低约4个数量级。另外，KMgF₃:Yb/Er@KMgF₃核壳结构纳米颗粒还表现出异常的热增强光致发光行为以及优异的光热稳定性。

该工作为制备可超低功率激发而且具有良好光热稳定性的稀土掺杂无机纳米荧光探针提供了一种新方法，为其在临床安全应用奠定了良好的基础。

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Fabricating ultralow-power-excitable lanthanide-doped inorganic nanoparticles with anomalous thermo-enhanced photoluminescence behavior

DOI: 10.1007/s40843-022-2050-1