河南大学化学化工学院张敬来教授和王丽教授课题组在发展小而“亮”的上转换纳米颗粒方面取得新进展。相关成果“Transient energy trapping as a size-conserving surface passivation strategy for producing bright ultrasmall upconversion nanoprobes”发表在能源领域顶级期刊《Nano Energy》上（Nano Energy, 2023, 105, 108015. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.108015，影响因子19.096）。
镧系掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs) 由于诸多独特的光学特性，在生物医学领域受到越来越多的关注，但由于它们的尺寸太大(通常为20 nm)，无法应用于亚细胞成像。如果想应用于亚细胞成像，通常需要UCNPs的尺寸要小于10 nm。随着纳米颗粒尺寸的减小，表面淬灭效应急剧上升，发光亮度呈现指数倍衰减。为了解决纳米颗粒尺寸和发光亮度之间的矛盾，本工作首次提出利用能量捕获离子来抑制光活性离子之间的能量迁移，在不增加纳米粒子尺寸的情况下，就可以有效阻止表面淬灭效应，增强上转换发射强度。加入能量捕获离子Tm3+，合成了UCNPs，NaYF4: 50% Yb, 2% Er, 0.5% Tm。与不加入Tm3+离子相比，上转换发光强度增强了3.2倍。利用该种策略合成了尺寸为5 nm的NaGdF4: 30% Yb, 2% Er, 0.3% Tm纳米粒子，仍然可以保证优异的发光强度，而且使用这种方法制备的上转换纳米颗粒还具有优异的抗水诱导淬灭能力，实现了前所未有的高质量细胞标记和成像。为上转换纳米颗粒在生物领域的应用提供了可行性的方案，为实验更高水平的亚细胞研究铺平了道路。
河南大学化学化工学院为该论文第一署名单位，2020级博士研究生黄富华为第一作者，张敬来教授和王丽教授为通讯作者，河南省杰出海外科学家工作室Hans Ågren教授和KTH皇家理工学院刘海春博士为论文的共同通讯作者。该研究工作受到国家自然科学基金、河南省杰出海外科学家工作室项目、河南大学优秀外国专家项目等经费的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.108015.
