近日，课题组在比率型三维荧光测温方面取得进展，相关成果以“Ultrasensitive NIR-II Ratiometric Nanothermometers for 3D In Vivo Thermal Imaging”为题发表在国际权威学术期刊《Advanced Materials》上，通讯作者为课题组青年教师贾陌尘和哈尔滨工业大学陈冠英教授。

荧光纳米温度计可以远程无创地探测体内局部位置的温度变化，在监视细胞器功能、诊断器官炎症和辅助光热治疗方面显示出巨大前景。但当前备受欢迎的比率型检测技术仍然存在一些问题和挑战：一是位于NIR-II区探针的相对灵敏度（S_r）较低；二是生物组织与荧光信号的相互作用会导致严重的读数误差；三是如何提取探针的位置信息、构建三维热成像。

在这项工作中，研究人员通过微乳液法将稀土纳米晶和Ag₂S量子点组装为纳米复合物，利用抗热猝灭的Yb³⁺发射和强热猝灭的Ag₂S发射来构建NIR-II区比率型温度探针。随后改变两种材料的投料比，以调控Ag₂S到Yb³⁺的热激活反向能量传递，进而使S_r在43.5 ℃时高到7.8% ℃⁻¹，且在整个生理温度范围内大于6.5% ℃⁻¹。另外，基于Yb³⁺发射的光稳定性，从其发射峰提取的发光强度比R₁仅受组织穿透深度的影响，可用于获得探针在体内的深度信息。然后通过设计的校准程序来校正温度反馈信号R₂，显著降低了光谱信号失真引起的读数误差，并演示了体内的三维热成像过程。

该工作得到国家自然科学基金和河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202309452