复旦大学刘倩

shanbian

镧系掺杂上转换纳米粒子(UCNPs)由于具有大的反斯托克斯位移、窄的吸收和发射带、优异的光稳定性和不闪烁的特性被广泛应用于生物成像领域，反斯托克斯上转换发光可以最大限度地减少生物样品自发荧光的干扰。然而，由于UCNPs中敏化剂镧系离子（例如Yb3+，Nd3+）的吸收截面比传统有机染料低103–104倍，其实际应用仍然受到上转换发光亮度低的限制。目前主要通过增加镧系离子掺杂浓度，采用惰性壳层抑制表面发光淬灭，调整镧系元素掺杂剂周围局部晶体场以提高上转换发光效率。染料敏化上转换采用高吸收截面的有机近红外（NIR）染料（IR-806）作为天线分子，收集激发光并将能量转移到UCNPs中的镧系离子以实现上转换发光增强。然而，所有用于染料敏化上转换的NIR荧光团，如IR-806和Cy7.5，都是基于花菁骨架，其结构由不同碳原子数的甲川链和两个芳族侧链组成。对于需要使用高激光功率(∼KW/cm2)的单粒子发光测试，由于甲川链的化学稳定性和光稳定性较差，很难获得基于花菁染料敏化的上转换发光。此外，花菁染料在极性溶液中的聚集淬灭，也限制了其增强上转换发光的能力。目前亟需开发一种具有优异化学稳定性和光稳定性且抗聚集诱导淬灭的NIR染料敏化上转换探针。

       方酸染料是一类具有高摩尔消光系数、优异的光稳定性和高量子产率的近红外有机染料。在这里，开发了一种基于方酸的新型NIR染料敏化上转换探针。方酸染料SQ-739在600至800nm范围内具有强烈吸收，吸收峰值位于739nm。SQ-739通过配位作用修饰到Nd3+掺杂的UCNPs表面，在730nm激光激发下增强上转换发光。与常用的花菁染料IR-806相比，SQ-739-UCNPs具有长时间的上转换发光稳定性并且没有明显的发光聚集淬灭。由于SQ-739出色的化学稳定性和光稳定性，在单粒子水平上获得了97倍的染料敏化上转换发光增强。
        研究成果以“Squaraine Dye-Sensitized Upconversion with Enhanced Stability and Minimized Aggregation-Caused Quenching”为题在线发表于Nano Letters期刊上。复旦大学化学系博士生胡佳玲和赵炳捷为论文共同第一作者，复旦大学化学系刘倩青年研究员和哈佛医学院波士顿儿童医院Daniel S. Kohane为共同通讯作者，复旦大学为第一通讯单位。
       全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.3c01184