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
合适夜柳完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
HAO发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4应助中微子采纳,获得10
2秒前
乘风发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
梦辞发布了新的文献求助10
3秒前
viviat发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
Luke发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助996采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
彭于晏应助快乐的茗采纳,获得10
6秒前
温暖的蜗牛应助zzzpf采纳,获得10
7秒前
xuliang完成签到,获得积分10
7秒前
传奇3应助Can采纳,获得10
8秒前
AGLONG应助leexk采纳,获得10
8秒前
daifei完成签到,获得积分10
10秒前
刻苦思枫发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.4应助舒心的糜采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
华仔应助小张在努力采纳,获得10
12秒前
12秒前
iyekin完成签到 ,获得积分10
13秒前
迷路的身影完成签到,获得积分10
14秒前
斗斗发布了新的文献求助10
14秒前
123陈发布了新的文献求助10
15秒前
aaaa应助leexk采纳,获得40
15秒前
15秒前
思源应助鹿鹿采纳,获得10
16秒前
zgmhemtt发布了新的文献求助10
17秒前
文献一搜就出完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
ASH应助初景采纳,获得10
18秒前
科研通AI2S应助Capacition6采纳,获得10
18秒前
以咕咕发布了新的文献求助10
18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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 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 7671939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239042
关于积分的说明 19898595
捐赠科研通 7241507
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285228
关于科研通互助平台的介绍 2443400
邀请新用户注册赠送积分活动 2287368