空间隔离激活剂策略实现高灵敏度纳米测温与多模态生物成像

本文提出了一种创新的核-多层壳纳米平台设计（NaErF4:Tm@NaYF4@NaLuF4:Yb/Tm@NaGdF4），通过空间隔离激活剂实现核心层（Er3+/Tm3+）与第二层（Yb3+/Tm3+）的相反热淬灭效应，从而达成超高绝对灵敏度（1.05 K?1）和多重成像（上转换发光/UCL、CT、T1-MRI）。该策略为肿瘤精准诊疗提供了多功能纳米工具。

　　

Highlight

核心层（Er³⁺/Tm³⁺）与第二壳层（Yb³⁺/Tm³⁺）通过惰性夹层（NaYF₄）实现空间隔离，前者表现常规热淬灭，后者呈现反常抗热淬灭特性。这种"冰火两重天"效应使发光强度比（LIR）随温度剧烈变化，从而催生超高灵敏度纳米测温（3.75%/K）。

Results and discussion

透射电镜显示核壳纳米颗粒呈六方相（图2a），能谱面扫证实各元素分层分布（图2d）。在980 nm激发下，核心层Er³⁺的红光（654 nm）随升温而衰减，而壳层Tm³⁺的蓝光（475 nm）却反常增强——这种"此消彼长"效应如同纳米级温度计的双指针，将测温灵敏度推向新高。

Conclusions

该工作犹如为纳米颗粒装上"GPS+热成像仪"：NaLuF₄层赋予CT造影能力，NaGdF₄外壳增强T₁-MRI对比度，而双模式测温机制使其能同时"感知"肿瘤温度与位置，为精准诊疗提供全新解决方案。