La nanotermometria luminescente è un metodo non invasivo per rilevare la temperatura in vivo, che è importante nelle ricerche di biologia e nanomedicina.

I metodi tradizionali di termometria raziometrica utilizzano generalmente il rapporto di intensità di due emissioni non sovrapposte con risposte termiche distinte come parametro termometrico. Però, tali metodi soffrono di una precisione molto bassa nella lettura della temperatura dei tessuti profondi.

In uno studio pubblicato su Scienze avanzate, un gruppo di ricerca guidato dal prof. Chen Xueyuan del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) dell'Accademia cinese delle scienze ha proposto una nuova strategia di decodifica a doppia eccitazione per il rilevamento termico ad alta precisione.

Questa strategia si basa su nanocompositi ibridi comprendenti punti quantici NIR (QD) e Nd autoassemblati. ³⁺ nanocristalli di fluoruro drogati (NC), in cui il rapporto di intensità di due emissioni a lunghezza d'onda identica è definito come il parametro termometrico per evitare interferenze dannose dall'attenuazione dei fotoni dipendente dalla lunghezza d'onda e dalla temperatura nel tessuto.

I ricercatori hanno progettato in modo elaborato i nanocompositi ibridi composti da NIR QD e NC per acquisire il rapporto di intensità di due emissioni sovrapposte a 1057 nm attribuite a QD e NC, rispettivamente, come parametro termometrico sotto eccitazione a 808 nm.

Beneficiando delle disparate proprietà di assorbimento tra QD e NC, i segnali di emissione sovrapposti potrebbero essere facilmente decodificati per acquisire il loro rapporto di intensità attraverso la strategia di decodifica a doppia eccitazione che impiegava un altro raggio laser da 830 nm seguendo lo stesso percorso ottico del laser da 808 nm per eccitare esclusivamente i QD.

Per di più, i ricercatori hanno verificato negli esperimenti ex vivo di proof-of-concept che, a una profondità di rilevamento di ~ 1,1 mm nel tessuto, tale strategia di decodifica a doppia eccitazione è stata in grado di ottenere una lettura della temperatura ad alta precisione con un piccolo errore di ~ 2,3 ° C, vicino alla risoluzione termica dei termometri (~ 1,8 °C).

Al contrario, nelle stesse condizioni sperimentali, si è verificato un grande errore di ~ 43,0 ° C per la modalità di termometria raziometrica tradizionale basata sulle emissioni non sovrapposte a 1025 e 863 nm da QD e NC, rispettivamente.

La strategia di rilevamento termico proposta può ridurre al minimo l'interferenza dannosa dall'attenuazione dei fotoni dipendente dalla lunghezza d'onda nel tessuto.