近红外荧光温度传感：基于Mn4+/Fe3+双发射的生物组织深度测温技术

本文推荐一种基于荧光强度比（FIR）技术的近红外（NIR）温度传感材料，通过Mn4+（683 nm）与Fe3+（884 nm）的双离子共掺杂策略，在298–473 K范围内实现高灵敏度（绝对灵敏度Sa达2.33% K?1），其NIR强穿透特性为生物组织（如甲状腺、脑皮层）的无创测温提供新方案。

　　

亮点

本研究创新性地利用过渡金属Mn⁴⁺（远红光-近红外发射）与Fe³⁺（近红外发射）的差异化温度响应特性，开发出适用于生物组织深度测温的双发射荧光探针。

样品制备

采用高温固相法合成Sr₂YSbO₆:Mn⁴⁺/Fe³⁺荧光粉，通过精确调控掺杂浓度（Mn⁴⁺ 0.001–0.011 mol，Fe³⁺ 0.005–0.03 mol），获得最佳温度响应性能。

晶体结构与形貌

XRD证实材料成功保持双钙钛矿结构（PDF #56-1409），SEM显示元素均匀分布。Fe³⁺占据八面体位点产生884 nm特征发射，而Mn⁴⁺在683 nm的发射呈现独特"慢衰减"温度响应模式。

结论

该材料突破传统稀土离子 thermally coupled energy levels（TCELs）的能隙限制，通过Mn⁴⁺/Fe³⁺非热耦合能级策略，在生物医学测温领域展现出显著优势——就像给深部器官装了"红外温度计"，未来可拓展至肿瘤热疗监控等场景。