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利用基于激光的Kα X射线源探索相对论激光强度下的相位对比成像
摘要： 本研究探索了由10太瓦级激光系统在高时间对比度和高重复频率下产生的硬Kα X射线源（17.48 keV）用于相位对比成像的能力。为进行验证，基于已知物体（PET薄膜）的参数研究表明，在目标激光强度大范围变化（从约101? W/cm2到7.0×101? W/cm2）时，相位对比成像具有明确的可行性。为突出这一结果，在低于相对论强度范围直至1.3×101? W/cm2的不同激光强度下，对生物物体（黄蜂）的原始相位对比图像和重建相位图像进行了比较。这揭示了通过选择合适的激光强度来优化高空间分辨率和高质量图像或缩短采集时间的诱人成像策略。
关键词： 生物成像、激光强度、相位对比成像、高重复频率、Kα X射线源
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于稀土纳米粒子的正交短波红外发射用于无干扰逻辑编码与生物成像
摘要： 近年来，短波红外（SWIR）光致发光因其宽波长范围、高组织成像能力及肉眼不可见的特性，在多个领域受到广泛关注。然而实现正交的SWIR发射仍具挑战性。本研究合成的NaErF4@NaLuF4（Er@Lu）与NaYF4:Nd@NaLuF4（Y:Nd@Lu）纳米颗粒分别发射类原子级SWIR信号，且两种SWIR发射峰间距超过50纳米，可通过光学滤光片实现正交信号获取。我们进一步通过调控镧系氟化物纳米颗粒的正交SWIR发射，设计出隐形逻辑编码，该编码可执行基础逻辑运算并应用于信息加密与防伪。此外，这两种亲水性纳米颗粒的发射信号在活体内也能无干扰分离，实现了正交SWIR成像模式——这一成果通过活体生物成像实验得到验证。该研究通过控制正交发射拓展了SWIR正交发射能力，为数据安全、疾病诊断及活体无干扰标记开辟了新途径。
关键词： 生物成像、防伪、正交短波红外、短波红外逻辑编码、氟化镧纳米粒子
更新于2025-09-22 13:00:48
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用于生物标志物化学/生物传感和生物成像的双发射比率荧光探针研究新进展
摘要： 基于生物标志物的检测技术可提升疾病的早期诊断与后续治疗水平。化学/生物传感与生物成像在生物标志物检测中发挥着关键作用。比率荧光（FL）探针通过内置自校准功能校正各类非目标依赖性因素，在分析传感与光学成像领域备受关注。凭借其提供精准、定量、可视化及实时分析的潜力，比率荧光探针被广泛应用于生物标志物的化学/生物传感与生物成像检测。本综述系统总结了双发射比率荧光探针的最新研究进展：首先介绍两类通用比率荧光探针——含单一参比信号与双重可逆信号变化的体系；继而详细阐述其制备方法，包括具有双发射荧光的纳米颗粒/有机染料嵌入型探针、荧光纳米颗粒与有机染料共嵌入型探针；全面描述了比率荧光探针的分析应用，涵盖不同生物标志物类型与检测机制、外部分析样本中的比率荧光化学/生物传感与荧光可视化检测、细胞及小动物组织中的比率荧光生物成像；最后理性探讨了该类探针在生物标志物检测中的研究现状、潜在挑战及未来发展方向。本综合性综述对材料科学、化学、生物医学、工程学、物理学等多领域学者具有重要参考价值，其跨学科内容将推动功能化光学材料、发光器件及生物成像技术的进一步发展。
关键词： 生物标志物、生物传感器、可视化检测、生物成像、比率荧光
更新于2025-09-22 15:51:10
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利用微波辅助Biginelli反应超快速制备具有聚集诱导发光特性的荧光有机纳米粒子
摘要： 由于其独特的光学特性，聚集诱导发光（AIE）染料在多种应用中引起了广泛关注。特别是利用具有AIE活性的染料制备荧光有机纳米粒子（FONs）在生物医学应用领域最具研究价值。因此，开发新型高效策略来设计和制备AIE活性FONs对推动其生物医学应用具有重要意义。本研究报告了一种基于一步法微波辅助Biginelli反应的超快策略，用于制备AIE活性聚（AA-AEMA-TPE）共聚物，该策略以2-(甲基丙烯酰氧基)乙基乙酸酯、丙烯酸（AA）和4',4'''-(1,2-二苯基乙烯-1,2-二基)双([1,1'-联苯]-4-甲醛)（TPE-CHO）为原料。这种微波辅助Biginelli反应具有简便、高效和原子经济性特点，可在3分钟内完成。由于两亲性特性，聚（AA-AEMA-TPE）共聚物能自组装形成尺寸小且水溶性高的FONs。我们采用质子核磁共振（1H NMR）光谱、紫外-可见光谱和荧光光谱对所得共聚物进行了表征。实验证明聚（AA-AEMA-TPE）FONs具有高水溶性、强荧光强度、显著AIE特性及良好生物相容性等优异性能，显示出其在荧光成像领域的巨大潜力。此外，该微波辅助Biginelli反应能在温和条件下高效进行并具有良好的底物适应性。我们认为本工作建立的方法将极大推动AIE活性功能材料的应用发展。
关键词： 微波辅助Biginelli反应、生物成像、荧光聚合物纳米粒子、聚集诱导发光、活性可控聚合
更新于2025-09-23 07:28:17
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关键评论——用于生物成像的发射波长超过1000 nm的近红外荧光团研究新进展
摘要： 过去五年间，在合成发射波长超过1000纳米的近红外（NIR）荧光团以实现无创深层组织成像方面取得了重大进展。继硫化银（Ag2S）和硫化铅（PbS）量子点（QDs）之后，单壁碳纳米管（SWCNTs）等纳米材料作为第一代近红外荧光探针被应用，展现了1000-1400纳米波长范围（第二近红外窗口）近红外荧光成像的卓越性能。近年来，从生物医学应用角度出发，已成功合成了发射波长超过1000纳米的有机染料基近红外荧光团。本简评重点介绍第二近红外窗口内用于活体深层生物成像的纳米材料及有机染料基近红外荧光团的最新研究进展。
关键词： 生物成像、有机染料、第二近红外窗口、纳米材料、近红外荧光团
更新于2025-09-23 19:11:43
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一种用于选择性检测SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中二氧化硫的新型比色荧光探针的设计与合成及其在中药中的应用
摘要： 在过去十年中，硫熏蒸作为部分中药材重要产后加工方法之一受到越来越多的关注。然而，由于某些硫熏蒸中药材含有大量二氧化硫衍生物，可能对安全性和药效产生不利影响，硫熏蒸中药材近期成为争议话题。此外，高浓度的二氧化硫衍生物可能引发疾病并构成危险的环境污染物。本研究基于香豆素-噻吩染料（由香豆素结构单元与2-噻吩甲醛缩合而成），设计合成了一种响应迅速、检测限低且荧光量子产率高的SO?衍生物探针DTCC。该探针具有快速响应特性（<10秒），在多种活性氧存在下对SO?衍生物表现出优异的选择性，检测灵敏度突出（检测限0.23 μM，线性范围0～100 μM）。探针DTCC还成功应用于SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞的荧光成像（兼具优异膜透性与稳定性），并用于监测多种实际中药材样品中的总SO?衍生物含量。结果表明，该探针能高效监测活细胞及真实中药材样品中的SO?衍生物。
关键词： 快速响应、荧光探针、香豆素骨架、生物成像、二氧化硫、中药
更新于2025-09-24 00:23:12
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超声辅助合成与表征肝素包覆的铕3?掺杂羟基磷灰石发光纳米颗粒
摘要： 本文采用超声辅助共沉淀法合成了肝素包覆的Eu3?掺杂羟基磷灰石发光纳米颗粒，并在121°C下进行蒸汽灭菌。研究了超声处理、蒸汽灭菌、肝素钠（SH）浓度及Eu掺杂量对肝素包覆Eu3?掺杂羟基磷灰石纳米颗粒（SH-Eu:nHAP）形成的影响。通过超声声化学效应与SH稳定作用的协同，在约2小时的处理过程中同步实现了具有增强发光性能和稳定性的灭菌悬浮态Eu-nHAP。所得SH-Eu:nHAP悬浮液在水相及生物介质中均表现出良好稳定性，且无溶血性和细胞毒性，可被细胞摄取并在胞内发射特征荧光。本研究为合成适用于稀土掺杂nHAP生物成像剂推广应用的SH-Eu:nHAP悬浮液提供了改进方法。
关键词： 肝素、羟基磷灰石纳米颗粒、铕、发光、生物成像
更新于2025-09-24 00:59:56
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通过热驱动高级氧化法实现多色石墨烯量子点的简便、克级及环保合成
摘要： 石墨烯量子点（GQDs）在生物成像和白光发光二极管（WLEDs）领域展现出巨大潜力与优势。然而以低成本、可持续且可工业化的方式实现高质量、高产率及优异荧光性能的GQDs制备，仍是当前亟待解决的难题。本研究首次报道了在简易绿色水热条件下，基于热驱动高级氧化工艺（AOP）实现超小尺寸晶质GQDs的克级合成。20次实验计算平均产率达60%，测得量子点平均尺寸约3.7纳米。通过碳骨架化学结构工程调控——扩展π共轭体系并引入石墨氮，进一步制备出具有蓝、绿、黄、橙、红多色光致发光（PL）的GQDs。该可调谐PL-GQDs平均粒径分布2~5纳米，层状结构为2~6层。结构分析表明其PL红移源于带隙窄化效应。该方法成功将廉价易得的原料转化为高附加值应用材料。所制PL可调谐GQDs不仅作为生物相容性良好的荧光探针用于体内外生物成像，更制备出量子产率（QY）达24%的高光稳定性白光发射复合薄膜。
关键词： 克级合成、白光发光二极管、光致发光、生物成像、高级氧化工艺、石墨烯量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于多重生物成像的高质量量子点：关键性综述
摘要： 使用两种或以上具有不同发射波长的荧光团进行的生物成像技术可称为多色/多重生物成像技术。传统上，通过具有特定激发和发射特性的多种荧光团依次捕获图像。为此，研究者采用多功能纳米探针，如有机荧光团、金属纳米颗粒、半导体量子点以及碳点（CDs）。在这些荧光团中，量子点（QDs）因其尺寸可调谐发射的独特特性，已成为多重生物成像的理想探针。然而，由于毒性问题，量子点在生物成像中的应用受到限制。此外，其光学性质的可重复性也备受质疑。通过精确控制合成参数，可以实现这些理想特性，并提升量子效率、光稳定性、荧光寿命等性能。本综述总结了这类优质量子点的理想特性与合成方法，随后阐述其在多重成像中的应用。
关键词： 多重成像、量子点、微反应器、生物成像、有机染料
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过氦-氮气体混合物脉冲激光烧蚀制备的硅基纳米晶体的光致发光调控
摘要： 采用氦气（He）-氮气（N?）混合气体（压力维持在0.5-5托的减压环境）中硅靶材脉冲激光烧蚀法，我们制备出具有强光致发光（PL）特性的基底支撑硅（Si）纳米晶薄膜，其发光特性与He/N?比例相关。研究表明：纯He气氛烧蚀时，Si纳米晶呈现分别位于"红-近红外"（峰值760 nm）和"绿色"（中心550 nm）光谱区的PL谱带，这分别归因于小尺寸Si纳米晶的量子限域激子态及非晶硅亚氧化物（a-SiO?）包覆层的局域电子态；而引入N?后会产生中心波长580 nm的强"绿黄色"PL谱带，该谱带源自Si纳米晶非晶氮氧化物（a-SiN?O?）包覆层的辐射复合。具有SiO?和a-SiN?O?包覆层的Si纳米晶PL瞬态过程显示微秒及亚微秒量级的非指数衰减，其衰减速率取决于混合气体中的氮含量。经超声研磨分散于水后，这些Si纳米晶可作为高效无毒生物成像标记物，而观察到的光谱调控效应使得该标记物的PL发射能适配特定生物成像需求。
关键词： 气体中脉冲激光烧蚀、脉冲激光沉积、硅量子点、生物成像、硅纳米颗粒、量子限制效应、光致发光、氧氮化硅
更新于2025-09-19 17:13:59