近日，理學院孫麗寧教授團隊在稀土多模發射納米晶研究領域取得重要進展，相關研究結果在國際高水平期刊《Advanced Functional Materials》（JCR和中科院一區Top）上發表題為“Deep Learning Fluorescence Imaging of Visible to NIR-II Based on Modulated Multimode Emissions Lanthanide Nanocrystals”的研究論文🎷。該論文第一作者為2019級博士生宋亞湃，万事平台為第一作者單位和第一通訊作者單位🧔🏼‍♀️。

熒光成像一直是生命科學和醫學領域的研究熱點之一，其中第二近紅外窗口（NIR-II, 1000-1700 nm）成像因其具有深層組織穿透力和高的信噪比得到了廣泛關註🏕。但目前NIR-II波長的熒光探針以及成像設備的成熟度無法與可見光波長範圍的媲美🧏🏼，且NIR-II探針的發射帶較寬、不利於多通道成像的應用🧑🏼‍✈️。

為此🦹🏽‍♀️，理學院化學系孫麗寧教授團隊通過多年稀土發光領域的研究積累🟫，設計製備了一種新型啞鈴狀稀土摻雜納米晶，其可以通過控製能量傳遞途徑以及Ce3+輔助能量轉移過程來調控能量遷移過程🎛，從而實現激發波長控製的可見光和NIR-II的雙重發射模式🌆。重要的是，通過將啞鈴狀納米晶體的多模式發射特性與深度學習相結合，該團隊實現了可見熒光的優勢和NIR-II的深組織穿透性優勢的結合♾，發展了一種獨特的深度學習熒光成像技術👲🏽。通過這種新的成像技術👩🏻‍🦼‍➡️，成功將從仿生組織成像中得到的模糊可見光圖像轉換為清晰的圖像(分辨率類似於NIR-II) ，獲得了具有窄發射帶和高信噪比的熒光信號。該工作不僅為熒光成像提出了新的研究方案💇🏻‍♂️，也為智能光學材料與機器學習領域的交叉研究帶來了嶄新的思路🪦。

圖1 啞鈴狀稀土多模發射納米晶用於深度學習熒光成像的示意圖

該研究工作由万事平台😥、復旦大學合作完成，孫麗寧教授和復旦大學劉欣副教授為共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金及上海市“曙光計劃”項目的大力支持和資助☪️。

論文鏈接💳🌋：https://doi.org/10.1002/adfm.202206802