稀土元素掺杂的上转换纳米粒子由于其高光稳定性和反斯托克斯发光而成为有吸引力的单分子成像探针。然而，同时实现小粒径和高亮度仍然是一个主要挑战，因为减小粒径通常会导致发射变暗。

在此，复旦大学Qian Liu，Yunxiang Zhang，劳伦斯伯克利国家实验室Emory Chan，上海交通大学Fuyou Li制造了亚 10 nm 级联主动保护的上转换纳米颗粒，与较大的约 19 nm 传统纳米颗粒相比，其在单颗粒水平上的上转换效率提高了 33 倍。

文章要点

1）理论模型和时间分辨测量表明，发射损失主要来自Er3+离子向表面缺陷的能量泄漏。通过引入 NaYbF4 层作为光子捕获和保护性中间层，最大限度地减少了能量损失并显着提高了亮度。

2）单层惰性NaLuF4可以有效抑制Yb3+的表面淬火。使用这些超小明亮探针，我们成功追踪活细胞上的单个表皮生长因子受体分子长达一小时，揭示了不同扩散模式之间的动态切换。

参考文献

Qiu, X., Guan, D., Xia, X. et al. Sub-10 nm upconversion nanocrystals for long-term single-particle tracking. Nat Commun 16, 9408 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-64180-w

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64180-w