Nd³⁺掺杂CaSc₂O₄纳米棒

深层测温兼光热转换

一种在生物窗口内兼具比率测温与光热转换的纳米温度计，激发与发射波长均位于生物窗口，实现8 mm穿透深度下的实时温度监测。

相国涛 · Yang, Menglin · Ding, Yongxi · Wu, Hongxiu · Yao, Lu · Wang, Yongjie · 周贤菊 · 李立 · Ma, Li · Wang, Xiaojun · 张佳华

Ceramics International 2023

具体参数

最大绝对灵敏度

{'zh': '0.0008', 'en': '0.0008'} K⁻¹

最大相对灵敏度

{'zh': '0.0018', 'en': '0.0018'} K⁻¹

最小温度分辨率

{'zh': '0.19', 'en': '0.19'} K

穿透深度

{'zh': '8', 'en': '8'} mm

温升

{'zh': '7', 'en': '7'} K

技术优势

8 mm穿透深度

激发和发射波长分别位于第一和第二生物窗口，在生物组织内测温深度达8 mm，满足深层组织光热治疗需求。

高测温灵敏度

最大绝对灵敏度0.0008 K⁻¹，最小温度分辨率0.19 K，优于绝大多数同类型温度计。

测温与光热转换一体

Nd³⁺的非辐射弛豫过程使纳米棒在808 nm激光照射下自身产热，180 s升温7 K，实现诊疗一体化。

应用场景

• 光热治疗：在深层组织光热治疗中实时监测温度，确保治疗安全有效。
• 纳米诊疗：同时提供测温与光热转换，实现诊断与治疗一体化。
• 生物医学测温：在生物窗口内实现高灵敏度、高空间分辨率的温度传感。
• 荧光温度传感：利用Nd³⁺Stark子能级的荧光强度比，提供自校准的比率测温。