Water-insensitive NIR-I-to-NIR-I down-shifting nanoparticles enable stable biomarker detection at low power thresholds in opaque aqueous environments

材料科学 不透明度 发光 荧光粉 纳米颗粒 检出限 纳米技术 水溶液 猝灭(荧光) 近红外光谱 光电子学 分析化学(期刊) 光学 化学 荧光 色谱法 物理 物理化学
作者
Dongkyu Kang,Suyeon Kim,Yeongchang Goh,Minseo Kim,Sun-Hak Lee,Jung-Hoon Kwon,Sang Hwan Nam,Joonseok Lee
出处
期刊:Light-Science & Applications [Springer Nature]
卷期号:14 (1)
标识
DOI:10.1038/s41377-025-01882-2
摘要

Abstract Luminescence quenching in aqueous environments poses a challenge for practical applications. Lanthanide-doped up-conversion nanoparticles (UCNPs), representative of near-infrared (NIR)-emitting phosphors, typically utilize Yb 3+ ions as sensitizers, requiring 980 nm light. This wavelength coincides with the transitions of water molecules, interfering with population dynamics, and continuous irradiation causes unintended heating. Although Nd 3+ ions, which absorb at 800 nm, serve as alternative sensitizers, their practical use is limited by low quantum yield (Q.Y.). In this study, we developed water-insensitive down-shifting nanoparticles (WINPs) functioning within the NIR-I range (700–900 nm) to avoid water interference. Characterization through single-particle-level spectroscopy demonstrated water-insensitive properties, with identical powers density and lifetime profiles under both dry and water conditions. The WINPs achieved a high Q.Y. of 22.1 ± 0.9%, allowing operation at a detection limit power 15-fold lower than UCNPs, effectively eliminating background noise and enhancing overall performance. To assess diagnostic potential, we validated WINP-based lateral flow immunoassay (LFA) for detecting avian influenza viruses (AIVs) in 65 opaque clinical samples, achieving 100% sensitivity and an area under the curve (AUC) of 1.000 at only 100 mW cm −2 . These findings highlight the potential of WINPs as water-insensitive NIR phosphors that can operate at low power, even in water-rich environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
周萌发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
丘比特应助小乖采纳,获得10
1秒前
1秒前
苹果孤云完成签到,获得积分10
2秒前
冷酷雪碧完成签到 ,获得积分10
2秒前
melon发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
a31完成签到,获得积分20
3秒前
打打应助jie酱拌面采纳,获得10
3秒前
栾小鱼完成签到,获得积分10
4秒前
kkkkkoi完成签到,获得积分20
6秒前
丘比特应助鹤舞九天采纳,获得10
6秒前
6秒前
果粒多发布了新的文献求助10
7秒前
Akim应助朴实孤云采纳,获得10
7秒前
molihuakai应助土豆采纳,获得10
8秒前
8秒前
Aixx完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jasper应助山有木兮木有枝采纳,获得10
10秒前
wwww应助郑恩熙采纳,获得10
10秒前
赘婿应助吴彦祖采纳,获得10
11秒前
爱笑靖易完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
虚掩的门发布了新的文献求助10
12秒前
懒羊羊完成签到,获得积分10
12秒前
alex发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
自然的新烟完成签到,获得积分10
13秒前
bkagyin应助zy采纳,获得10
13秒前
之前完成签到,获得积分10
14秒前
科目三应助zxy采纳,获得10
14秒前
许大脚完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
张沛发布了新的文献求助10
16秒前
斯文败类应助jhy采纳,获得10
17秒前
jie酱拌面发布了新的文献求助10
18秒前
李晨语完成签到,获得积分20
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7670077
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9237891
关于积分的说明 19890751
捐赠科研通 7239482
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284564
关于科研通互助平台的介绍 2443157
邀请新用户注册赠送积分活动 2286483