稀土探针：开启近红外生物成像新篇章

在我国上海市科学技术委员会的资助下（项目编号：22DZ2304300），澎湃新闻与世界科学共同对获得国家和上海市科技奖励的优秀成果进行科普化解读。本篇报道聚焦于2022年度上海市自然科学奖一等奖项目——“稀土近红外发光探针的可控合成、性能调控及生物应用基础研究”，该项目由复旦大学化学系教授张凡领导完成。

稀土元素的发现历程漫长，可以追溯到1787年瑞典斯德哥尔摩附近的伊特比村。业余矿物学家阿累尼乌斯发现了一块罕见的黑色矿石，并以其命名。经过153年的发展，科学家们逐步从钇土中分离出了镱、铒、铽等17种稀土元素。稀土元素的发现推动了稀土分离纯化技术的进步，使它们在各行各业中发挥了重要作用。

稀土元素的发光特性使其在照明和显示技术中得到广泛应用。稀土发光材料在新型显示技术中的应用成为研究焦点，特别是近红外发光材料。1000nm-1700nm的近红外二区荧光具有更深的组织穿透能力，成为生物成像的理想选择。稀土掺杂纳米粒子具有低毒性、高化学稳定性、窄带发射和长荧光寿命等优势，已在生物成像、光学传感、疾病治疗等领域得到应用。

复旦大学化学系教授张凡带领团队长期从事稀土发光纳米材料的设计合成及应用研究。他们开发了多种稀土近红外发光探针，并探讨了其在临床应用的可能性。未来，稀土近红外探针有望成为一种新型的无创肿瘤病理诊断方法，结合其他治疗手段，如光热疗法、光动力疗法和靶向药物递送，可能为癌症等重大疾病提供全新的治疗策略。