通过火焰喷雾合成解锁2D铜四酸纳米板中的NIR-II光发光
Robert Nißler1,2,3, Quanyu Zhou4,5, Björn Hill6
1Nanoparticle Systems Engineering Laboratory, Institute of Energy and Process Engineering (IEPE), Department of Mechanical and Process Engineering (D-MAVT), ETH Zurich, Sonneggstrasse 3, Zurich, 8092, Switzerland.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|June 13, 2025
概括
火焰喷雾热解合成超明亮的铜四酸纳米片,用于先进的近红外II生物成像. 这些新型材料能够实现高分辨率的体内成像,进步诊断和治疗.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 第二种近红外光谱 (NIR-II) 为生物成像提供了增强的组织透能力.
- 2D铜四酸盐 (CTS) 颜料对生物成像具有前景,但面临合成障碍.
- 火焰喷雾热解 (FSP) 是一种可扩展的纳米粒子合成方法.
研究的目的:
- 开发使用FSP进行NIR-II生物成像的超明亮,转移稳定的CTS纳米片 (NS).
- 通过集团II离子集成,通过NIR-II范围的可调节发射来设计CTS NS.
- 为了证明CTS NS作为超分辨率体内生物成像对比剂的实用性.
主要方法:
- 使用火焰喷雾热解 (FSP) 合成多元元素金属氧化物纳米粒子.
- 通过化或激光照射将化纳米颗粒转化为2D CTS纳米片.
- 集成的II组离子 (Ca,Sr,Ba) 和Mg调整光学特性和发射波长.
主要成果:
- 实现了超明亮,超稳定的CTS纳米片,具有可调节的NIR-II发射,在1007nm达到Ba$_{0.33}$Sr$_{0.33}$Ca$_{0.33}$CuSi$_{4}$O$_{10}$的峰值.
- 设计的CTS NS表现出高量子产量 (高达34%) 并支持高率图像 (> 200 fps).
- 在小鼠体内证明了超高分辨率的NIR生物成像,包括使用DOLI进行跨小循环映射和巨追踪.
结论:
- FSP是一种可行且可扩展的方法,用于生产NIR-II生物成像的先进CTS NS.
- 工程 CTS NS 是高分辨率体内成像的有效对比剂.
- 这项工作在NIR-II窗口中解锁了可调节波长的NS,用于下一代诊断和治疗.
