广州医科大学基础医学院李杨教授课题组，受宇宙“虫洞”能量隧道概念启发，设计了一种低能近红外光激发-近红外光发射长余辉材料，成功解决了现有长余辉活体成像中体内原位激发和循环充能的问题。相关研究以“Trap Energy Upconversion-like Near-infrared to Near-infrared Light Rejuvenateable Persistent Luminescence”为题，发表在国际知名学术期刊Advanced Materials上。该研究成果被遴选为Advanced Materials当期的Inside Back Cover。在封面设计中，广州医科大学校徽Logo--“鸽子”融入“虫洞”理论设想展示中，使广医元素在材料科学领域旗舰期刊绽放。

研究介绍

近红外长余辉材料凭借其超长寿命的发光特性，在延迟探测医学成像、肿瘤外科手术导航、肿瘤细胞特异性标记、免疫检查等生物医学领域具有重要应用前景。尤其在成像介导的诊断及手术治疗中，近红外长余辉材料展现出了相比于其他生物光学材料，更高的信噪比和成像分辨率。但现有材料普遍依赖的体外激发方式，由于波长限制，只能保证长余辉成像在活体内维持一个衰减周期。这就显著降低了近红外长余辉材料在活体内原位激发、反复激发的使用效力，限制了其在生物成像广度和深度上的延伸。

鉴于此，李杨教授课题组通过晶格缺陷态光子能量上转换方式设计了一种低能近红外光激发-近红外光发射长余辉材料。相比于现在最为著名的ZnGa₂O₄: Cr³⁺近红外长余辉纳米材料（Nature Materials, 2014, 13, 418）,他们开发CaSnO₃: Bi²⁺材料，在740 nm近红外LED激发下表现出比ZnGa₂O₄: Cr³⁺材料强10倍以上的余辉强度。体外深组织成像实验显示该材料在组织穿透深度方面具有明显优势，且通过尾静脉注射后可以在740 nm 近红外照射下进行反复充能，从而成功解决了现有长余辉材料原位激发和循环充能的问题。这项开拓性的工作为众多光子学和生物医学应用的新型生物成像材料设计开辟了一条有效路径。

基础医学院科研助理陈星中为论文第一作者，李杨教授为论文第一通信作者，广州医科大学是第一完成单位。论文合作作者有浙江大学、美国麻省大学医学院等单位的研究人员。该项研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等科研项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202008722

作者简介

李杨教授是广东省高层次人才特殊支持计划科技创新青年拔尖人才获得者，曾入选全国博管办中国博士后国际交流计划，获得华南理工大学优秀博士学位论文称号。2020年至今担任广州医科大学南山学者第三层次特聘教授。现兼任 “Current Chinese Science”编委、“Current Applied Materials”编委、《发光学报》青年编委。近年来做学术会议邀请报告十余次，并担任分会主席3次。迄今在Adv. Mater.、Nano Today、Adv. Funct. Mater.、Chem. Soc. Rev.、JACS等期刊上发表SCI论文60余篇。其中影响因子大于10的论文10篇，2篇论文引用超过100次（WOS引用），单篇论文引用最高为418次（截止2021年2月），封面论文6篇。申请发明专利11项，授权发明专利24项。研究成果获得2020年中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会建筑材料科学技术奖基础研究一等奖。被NPG网站、Materials Today、AAAS等多家网站媒体专题报道，被Nature、Nat. Photonics、Nat. Commun.、Adv. Mater.等著名期刊SCI引用1400余次。