Boosting the down-shifting luminescence of rare-earth nanocrystals for biological imaging beyond 1500 nm.
Boosting the down-shifting luminescence of rare-earth nanocrystals for biological imaging beyond 1500 nm.
复制标题
增强稀土纳米晶体的下移发光，用于 1500 nm 以上的生物成像
DOI：
10.1038/s41467-017-00917-6
复制
发表时间：
2017-09-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
Dai H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhong Y;Ma Z;Zhu S;Yue J;Zhang M;Antaris AL;Yuan J;Cui R;Wan H;Zhou Y;Wang W;Huang NF;Luo J;Hu Z;Dai H
在1500-1700 nm（NIR-IIb窗口）之间的近红外区域的体内荧光成像提供了高空间分辨率，深层组织渗透，并由于抑制了长波长光子的散射和大的荧光团斯托克斯位移而减少了自发荧光。然而，目前存在非常少的NIR-IIb荧光探针。在这里，我们报告的下转换发光的稀土铈掺杂（Er/Ce共掺杂NaYbF 4钕核与惰性NaYF 4壳）的合成。发现Ce掺杂抑制上转换途径，同时将下转换提高约9倍，以在980 nm激发下产生明亮的1550 nm发光。围绕核的惰性壳涂层的优化和亲水性表面功能化使水的发光猝灭效应最小化。所得到的生物相容性的、明亮的1550 nm发射纳米颗粒能够在NIR-IIb窗口中对小鼠大脑和后肢中的血管系统进行快速体内成像，对于稀土基探针具有20 ms的短曝光时间。在1500-1700 nm之间的近红外窗口（NIR-IIb窗口）中的荧光成像提供了上级空间分辨率和组织穿透深度，但存在很少的NIR-IIb探针。在这里，作者合成稀土降频转换纳米晶体作为有前途的荧光探针在这个光谱区域的体内成像。
In vivo fluorescence imaging in the near-infrared region between 1500–1700 nm (NIR-IIb window) affords high spatial resolution, deep-tissue penetration, and diminished auto-fluorescence due to the suppressed scattering of long-wavelength photons and large fluorophore Stokes shifts. However, very few NIR-IIb fluorescent probes exist currently. Here, we report the synthesis of a down-conversion luminescent rare-earth nanocrystal with cerium doping (Er/Ce co-doped NaYbF4 nanocrystal core with an inert NaYF4 shell). Ce doping is found to suppress the up-conversion pathway while boosting down-conversion by ~9-fold to produce bright 1550 nm luminescence under 980 nm excitation. Optimization of the inert shell coating surrounding the core and hydrophilic surface functionalization minimize the luminescence quenching effect by water. The resulting biocompatible, bright 1550 nm emitting nanoparticles enable fast in vivo imaging of blood vasculature in the mouse brain and hindlimb in the NIR-IIb window with short exposure time of 20 ms for rare-earth based probes. Fluorescence imaging in the near-infrared window between 1500–1700 nm (NIR-IIb window) offers superior spatial resolution and tissue penetration depth, but few NIR-IIb probes exist. Here, the authors synthesize rare earth down-converting nanocrystals as promising fluorescent probes for in vivo imaging in this spectral region.
登录
查看更多内容
影响因子：
5
作者：
GAPONTSEV, VP;MATITSIN, SM;KRAVCHENKO, VB
通讯作者：
KRAVCHENKO, VB
影响因子：
15
作者：
Murphy, JE;Beard, MC;Nozik, AJ
通讯作者：
Nozik, AJ
影响因子：
16.6
作者：
Naczynski, D. J.;Tan, M. C.;Zevon, M.;Wall, B.;Kohl, J.;Kulesa, A.;Chen, S.;Roth, C. M.;Riman, R. E.;Moghe, P. V.
通讯作者：
Moghe, P. V.
在 NIR-II 窗口中使用 Ag2S 量子点对组织血流和血管生成进行体内实时可视化
影响因子：
14
作者：
Li, Chunyan;Zhang, Yejun;Wang, Qiangbin
通讯作者：
Wang, Qiangbin
影响因子：
4.9
作者：
Nakane, Yuko;Tsukasaki, Yoshikazu;Jin, Takashi
通讯作者：
Jin, Takashi