具有发光色中心的超短碳纳米管是明亮的NIR-II纳米发射器
Somen Nandi1,2, Quentin Gresil1,2, Benjamin P Lambert1,2
1Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences, Université de Bordeaux, 33400 Talence, France.
ACS nano
|May 16, 2025
概括
具有颜色中心的超短碳纳米管在近红外第二生物窗口 (NIR-II) 中表现出异常亮度. 这一突破使得生物组织中的高分辨率纳米尺度成像成为可能.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 量子科学 是一个量子科学.
- 生物成像是一种生物成像.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在短波红外 (SWIR) 频谱中开发具有高亮度的纳米发射器对于先进的生物成像和光子学至关重要.
- 现有的纳米发射器往往缺乏在SWIR领域的应用所需的亮度,特别是近红外第二生物窗口 (NIR-II).
研究的目的:
- 为了研究超短碳纳米管 (CNTs) 的潜力,其功能与发光色中心作为明亮的NIR-II纳米发射器.
- 了解这些功能化的CNT的光发光特性和亮度机制.
- 为了证明它们在生物组织内的高分辨率纳米尺度成像中的实用性.
主要方法:
- 超短碳纳米管 (<100 nm) 的功能化,具有发光色中心.
- 光发光 (PL) 属性的表征,包括在变化激发下非线性行为.
- 单纳米管谱法用于确定光发光量产量 (PLQYs).
- 生物相容性和3D单颗粒追踪和成像在厚脑组织中的应用的证明.
主要成果:
- 与色中心功能化的超短CNT在NIR-II窗口中显示出令人惊的高亮度.
- 异常亮度归因于超短CNT中火缺陷的有限存在.
- 在单个纳米管层面实现了高达20%的PLQY,超过了像量子点这样的可见发射器.
- 证明了成功的点传播函数工程和大脑组织中的高分辨率3D跟踪.
结论:
- 超短,色彩中心功能化的CNT是NIR-II窗口的有希望的明亮纳米发射器.
- 这些纳米材料为先进的生物成像应用提供了现有发射器的可行替代方案.
- 证明的能力为深入生物组织的纳米尺度成像铺平了道路.
相关概念视频
Photoluminescence: Fluorescence and Phosphorescence
Photoluminescence is a process where a molecule absorbs light energy and re-emits it in the form of light. This phenomenon occurs when a substance absorbs photons, promoting its electrons to higher energy level excited states, followed by a relaxation process in which the electrons return to their original ground state energy levels and emit light. Photoluminescence is widely observed in various materials, including semiconductors, and organic and inorganic compounds.
A pair of electrons in a...
A pair of electrons in a...
Photoluminescence: Applications
Photoluminescence offers a wide range of applications due to its inherent sensitivity and selectivity. This technique allows for both direct and indirect analyses of the analyte. Direct quantitative analysis is possible when the analyte exhibits a favorable quantum yield for fluorescence or phosphorescence. However, an indirect analysis may be feasible if the analyte is not fluorescent or phosphorescent, or if the quantum yield is unfavorable. Indirect methods include reacting the analyte with...


