團隊通過理論模擬，基于光子散射和水吸收，將傳統(tǒng)的NIR-IIb窗口擴展到NIR-II-L（1500-1900 nm）窗口。研究團隊開發(fā)了一系列新型的NIR-II-L納米探針，其發(fā)射波長在1852 nm到2842 nm范圍內(nèi)可調(diào)。這些NIR-II-L納米探針實現(xiàn)了對血管和腸道的高分辨率體內(nèi)動態(tài)多重成像，并在淋巴管、腫瘤和腸道上提供了多通道成像。這些NIR-II-L探針在體內(nèi)多重檢測中沒有相互干擾，是高對比度的強大工具，有望揭示活體內(nèi)的生理過程。

　　為了進一步優(yōu)化NIR-II-L納米探針的發(fā)光強度，張凡教授團隊通過控制界面能量轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)地定制了Tm3+、Ho3+和Er3+的發(fā)光特性。首先從摻雜劑濃度優(yōu)化角度出發(fā)，分別考察了β-NaYF4:Yb、TmNaYF4納米晶中Tm3+作為活化劑和Yb3+作為敏化劑的含量影響。結(jié)果表明，β-NaYbF4:5%Tm3+NaYF4和β-NaYbF4:1%Tm3+NaYF4分別是1852 nm（3F4-3H6）和2324 nm（3H4-3H5）發(fā)光的最佳含量。且1852 nm處的發(fā)光強度比2324 nm處（3H4-3H5）高近700倍，這是因為Tm3+的第一激發(fā)態(tài)3F4在1852 nm處的是長壽命發(fā)光。  

圖1. NIR-II-S和NIR-II-L窗口的兩個通道疊加圖像

　　基于這些探針，團隊定量地揭示了在NIR-II-L窗口下的復(fù)用成像可以提供清晰的邊界和高信噪比。成功地實現(xiàn)利用NIR-II-L探針對血管、腸道、腫瘤淋巴管和淋巴結(jié)進行高分辨率靜態(tài)和動態(tài)多路成像。

　　參考文獻：

　　Zi-Han Chen, Xiaohan Wang, Mingzhu Yang, Jiang Ming, Baofeng Yun, Lu Zhang, Xusheng Wang, Peng Yu, Jing Xu, Hongxin Zhang*, Fan Zhang*，An Extended NIR-II Superior Imaging Window from1500 to 1900nm for High-resolution in vivo Multiplexed Imaging based on Lanthanide Nanocrystals. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202311883.