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1.3 μm emitting SrF2：Nd^3＋ nanoparticles for high contrast in vivo imaging in the second biological window

Nano Research 2015年第2期8卷 649-665页

作者： Irene Villa Anna Vedda Irene Xochilt Cantarelli Marco Pedroni Fabio Piccinelli Marco Bettinelli Adolfo Speghini Marta Quintanilla Fiorenzo Vetrone Ueslen Rocha Carlos Jacinto Elisa Carrasco Francisco Sanz Rodrfguez Angeles Juarranz blanca del rosal Dirk H. Ortgies Patricia Haro Gonzalez Jose Garcia Sole Daniel Jaque Garcia Department of Materials Science University of Milano-Bicocca Via R. Cozzi 55 20125 Milano Italy Dipartimento di Biotecnologie Universita di Verona and INSTM UdR Verona Strada le Grazie 15 37134 Verona Italy Institut National de la Recherche Scientifique-Energie Materiaux et Telecommunications Universitd du Quebec Varennes QC PQ J3X 1S2 Canada Grupo de Fotonica e Fluidos Complexos Instituto de Fisica Universidade Federal de Alagoas 57072-970 Maceio Alagoas Brazil Departamento de Biologia Facultad de Ciencias Campus de Cantoblanco Universidad Autdnoma de Madrid Madrid 28049 Spain Fluorescence Imaging Group Departamento de Fisica de Maferiales Facultad de Ciencias Campus de Cantoblanco Universidad Aut6noma de Madrid Madrid 28049 Spain

Novel approaches for high contrast, deep tissue, in vivo fluorescence biomedical imaging are based on infrared-emitting nanoparticles working in the so-called second biological window （1,000-1,400 nm）. This allows for the acquisition of high resolution, deep tissue images due to the partial transparency of tissues in this particular spectral range. In addition, the optical excitation with low energy （infrared） photons also leads to a drastic reduction in the contribution of autofluorescence to the in vivo image. Nevertheless, as is demonstrated here, working solely in this biological window does not ensure a complete removal of autofluorescence as the specimens diet shows a remarkable infrared fluorescence that extends up to 1,100 nm. In this work, we show how the 1,340 nm emission band of Nd3. ions embedded in SrF2 nanoparticles can be used to produce autofluorescence free, high contrast in vivo fluorescence images. It is also dem- onstrated that the complete removal of the food-related infrared autofluorescence is imperative for the development of reliable biodistribution studies.

关键词： fluorescence imaging rare earth dopednanoparticles nanomedicine

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