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Subtissue Plasmonic Heating Monitored with CaF2:Nd3+,Y3+ Nanothermometers in the Second Biological Window
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2018-03-27 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b00806 Marta Quintanilla 1 , Yang Zhang 2 , Luis M. Liz-Marzán 1, 3
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2018-03-27 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b00806 Marta Quintanilla 1 , Yang Zhang 2 , Luis M. Liz-Marzán 1, 3
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Measuring temperature in biological environments is an ambitious goal toward supporting medical treatment and diagnosis. Minimally invasive techniques based on optical probes require very specific properties that are difficult to combine within a single material. These include high chemical stability in aqueous environments, optical signal stability, low toxicity, high emission intensity, and, essential, working at wavelengths within the biological transparency windows so as to minimize invasiveness while maximizing penetration depth. We propose CaF2:Nd3+,Y3+ as a candidate for thermometry based on an intraband ratiometric approach, fully working within the biological windows (excitation at 808 nm; emission around 1050 nm). We optimized the thermal probes through the addition of Y3+ as a dopant to improve both emission intensity and thermal sensitivity. To define the conditions under which the proposed technique can be applied, gold nanorods were used to optically generate subtissue hot areas, while the resulting temperature variation was monitored with the new nanothermometers.
中文翻译：
在第二个生物窗口中用CaF 2：Nd 3+，Y 3+纳米温度计监测亚组织等离子加热
在生物环境中测量温度是支持医疗和诊断的宏伟目标。基于光学探针的微创技术需要非常特殊的特性，这些特性很难在单一材料中结合。这些包括在水性环境中的高化学稳定性，光信号稳定性，低毒性，高发射强度，以及必不可少的是在生物透明窗内的波长下工作，以使侵袭性最小化，同时最大化穿透深度。我们建议CaF 2：Nd 3+，Y 3+作为基于带内比例法的测温方法的候选物，它在生物学窗口内完全起作用（在808 nm处激发；在1050 nm附近发射）。我们通过添加Y 3+作为掺杂剂来优化热探针，以同时提高发射强度和热敏性。为了定义可以应用所提出的技术的条件，金纳米棒被用于光学地产生组织下的热区，同时用新的纳米温度计监测所产生的温度变化。
更新日期：2018-03-27
中文翻译：
在第二个生物窗口中用CaF 2：Nd 3+，Y 3+纳米温度计监测亚组织等离子加热
在生物环境中测量温度是支持医疗和诊断的宏伟目标。基于光学探针的微创技术需要非常特殊的特性，这些特性很难在单一材料中结合。这些包括在水性环境中的高化学稳定性，光信号稳定性，低毒性，高发射强度，以及必不可少的是在生物透明窗内的波长下工作，以使侵袭性最小化，同时最大化穿透深度。我们建议CaF 2：Nd 3+，Y 3+作为基于带内比例法的测温方法的候选物，它在生物学窗口内完全起作用（在808 nm处激发；在1050 nm附近发射）。我们通过添加Y 3+作为掺杂剂来优化热探针，以同时提高发射强度和热敏性。为了定义可以应用所提出的技术的条件，金纳米棒被用于光学地产生组织下的热区，同时用新的纳米温度计监测所产生的温度变化。
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