无需自荧光的比率温度监测技术,采用多种发光型持久性荧光纳米温度计

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》:Autofluorescence-free ratiometric temperature monitoring with multiple emissive persistent luminescent nanothermometers

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY 3.8

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  发光温度计|Zn2GeO4:Bi,Tb纳米材料|比率持久发光|自荧光干扰|光热诊疗平台

  

摘要

发光温度计已成为监测生理温度变化的强大工具,这些温度变化对于理解生物过程和病理状态至关重要。然而,由于仪器波动和组织自荧光的光谱干扰,发光温度计的准确性和灵敏度受到了严重影响。为了解决这些限制,我们首次通过自下而上的合成方法开发出了具有温度依赖性比率持久发光特性的Zn2GeO4:Bi,Tb (ZGO:Bi,Tb)纳米颗粒。ZGO:Bi,Tb在298至358 K的温度范围内表现出温度依赖性的比率持久发光。ZGO:Bi,Tb的自校准功能能够有效消除来自光电倍增管电压波动等仪器异常的干扰。此外,ZGO:Bi,Tb在激发停止后还能有效收集比率持久发光信号,从而避免自荧光干扰。通过ZGO:Bi,Tb的I545/I585比值来量化的温度与实际温度非常吻合,偏差仅为0.88%。进一步地,我们将ZGO:Bi,Tb与吲哚菁绿(ICG)结合,构建了一个具有温度反馈功能的诊疗平台,实现了光热疗法(PTT)和温度检测的同步进行。该平台不仅通过光热效应有效杀死了细菌病原体,还在PTT过程中准确监测了温度。ZGO:Bi,Tb-ICG平台的PTT温度测量结果与红外热像仪的测量结果高度吻合,相关系数达到了0.991。我们的研究为高精度和灵敏度的温度监测树立了范例,并为研究生物体的温度依赖性生理过程和病理状态提供了有前景的工具。

图形摘要

发光温度计已成为监测生理温度变化的强大工具,这些温度变化对于理解生物过程和病理状态至关重要。然而,由于仪器波动和组织自荧光的光谱干扰,发光温度计的准确性和灵敏度受到了严重影响。为了解决这些限制,我们首次通过自下而上的合成方法开发出了具有温度依赖性比率持久发光特性的Zn2GeO4:Bi,Tb (ZGO:Bi,Tb)纳米颗粒。ZGO:Bi,Tb在298至358 K的温度范围内表现出温度依赖性的比率持久发光。ZGO:Bi,Tb的自校准功能能够有效消除来自光电倍增管电压波动等仪器异常的干扰。此外,ZGO:Bi,Tb在激发停止后还能有效收集比率持久发光信号,从而避免自荧光干扰。通过ZGO:Bi,Tb的I545/I585比值来量化的温度与实际温度非常吻合,偏差仅为0.88%。进一步地,我们将ZGO:Bi,Tb与吲哚菁绿(ICG)结合,构建了一个具有温度反馈功能的诊疗平台,实现了光热疗法(PTT)和温度检测的同步进行。该平台不仅通过光热效应有效杀死了细菌病原体,还在PTT过程中准确监测了温度。ZGO:Bi,Tb-ICG平台的PTT温度测量结果与红外热像仪的测量结果高度吻合,相关系数达到了0.991。我们的研究为高精度和灵敏度的温度监测树立了范例,并为研究生物体的温度依赖性生理过程和病理状态提供了有前景的工具。

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