超敏感的NIR-II比度纳米温度计用于3D体内热成像
Dan Li1, Mochen Jia2, Tao Jia1
1MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage, School of Chemistry and Chemical Engineering & Key Laboratory of Micro-systems and Micro-structures, Ministry of Education, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|December 13, 2023
概括
这项研究引入了一种超敏感的近红外II (NIR-II) 分度纳米温度计,用于精确的体内温度测绘. 它可以实现自我校准,3D热图成像,增强生物医学应用的深度信息和灵敏度.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 比率计纳米热度测量对于在体内和细胞内非侵入性温度测绘至关重要.
- 目前的比度学方法面临挑战,包括波长依赖的组织干扰,低热灵敏度和缺乏深度信息.
研究的目的:
- 开发一种超敏感的,自校准的近红外II (NIR-II) 分度纳米温度计,用于体内3D热成像.
- 克服现有的比度技术的局限性,以准确地测量生物温度.
主要方法:
- 同组装的兰坦化纳米晶体 (温度不敏感) 和Ag2S量子点 (温度灭) 成为混合纳米复合材料.
- 在Ag2S和Yb3+之间进行工程热激活的反向能量传输,以提高热灵敏度.
- 在Yb3+发射峰值内使用的发光强度比率用于深度测定和组织校正.
主要成果:
- 在43.5°C时达到高比度灵敏度 (Sr) 高达7.8%°C−1,在生理温度下超过6.5%°C−1.
- 在活生生的小鼠中表现出自我校准能力和深度感应能力.
- 成功完成了概念验证的3D in vivo热图成像,并纠正了组织深度效应.
结论:
- 开发的NIR-II比度纳米温度计提供了卓越的灵敏度和自我校准,用于准确的3D体内体温成像.
- 这一进步是迈向生物和医学诊断中复杂的比度纳米热度测量的重要一步.
