通过增强短程三线态能量转移增强染料敏化发光

染料敏化可以增强稀土上转换纳米粒子（UCNPs）的上转换发光（UCL），但受到从有机染料到稀土离子Yb³⁺的界面能量转移的阻碍。为了克服这些限制，我们改变了染料共轭结构上的配位位点，并最小化上转换纳米粒子中Yb³⁺和染料的荧光中心之间的距离。我们设计的近红外（NIR）染料二磺化-吲哚菁绿（二磺化-ICG）作为天线分子，与单独使用980 nm激发的UCNPs相比，在808 nm激发下的发光强度增加了2413倍。亮度的显著提高归因于纳米粒子中从二磺化-ICG到Yb³⁺的能量转移效率高达72.1%，其中大部分能量来自二磺化-ICG的三线态。缩短染料和镧系离子之间的距离增加了能量转移的可能性并增强了重原子效应，从而增多了三线态的布居数，改善了染料的三线态敏化上转换。重要的是，该方法也适用于730 nm激发Cy7-SO₃敏化体系，克服了Cy7和Yb³⁺之间严重的光谱失配，实现了52倍的发光增强。此外，我们证明了通过染料敏化在单颗粒水平上增强上转换。该策略扩大了近红外染料敏化的范围，并为高效染料敏化上转换体系开辟了新途径。