Diese Arbeit stellt eine neue Synthesemethode für kleinformatige monodisperse Nanopartikel mit langanhaltender Nah-Infrarot-Langnachleucht-Eigenschaft (NIR-PLNPs) vor. Die als Vorläufer verwendeten ZnGa₂O₄∶Cr³⁺ NIR-PLNPs, die mit Ölsäuremolekülen bedeckt sind, wurden mittels zweiphasiger hydrothermaler Methode synthetisiert und anschließend durch eine rückphasige Mikroemulsionsmethode mit SiO₂ überzogen. In Kombination mit einer Hochtemperaturnachbehandlung konnte die Eigenschaften der nahinfraroten Langnachleuchtleistung optimiert werden, wodurch erfolgreich monodisperse Kern-Schale-Struktur ZnGa₂O₄∶Cr³⁺@SiO₂ Nanopartikel mit einer Partikelgröße von ca. 40 nm hergestellt wurden. Die hergestellten Nanopartikel wurden mittels Röntgenbeugung (XRD), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), dynamischer Lichtstreuung (DLS) und Fluoreszenzspektroskopie charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Erhöhung der Menge an Tetraethoxysilan (TEOS) die Dicke der SiO₂-Beschichtung steuern und erhöhen kann. Die optimierten ZnGa₂O₄∶Cr³⁺@SiO₂ Nanopartikel emittieren bei einer Anregung von 265 nm ein nahinfrarotes Licht im Bereich von 600~800 nm mit einer Nachleuchtdauer von über 3600 s und zeigen exzellente Langnachleuchteigenschaften. Hämolyse- und Zytotoxizitätstests bestätigten die gute Biokompatibilität des Materials. In-vivo-Bildgebungsexperimente an Mäusen bestätigten das Potenzial der optischen Sondenanwendung: Fünf Minuten nach subkutaner Injektion der vorgeladenen Material-Wasserlösungen konnte ein klarer Nachleuchtsignal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 7,64 erfasst werden; eine Stunde nach intravenöser Injektion wurde ein Bildgebungssignal im gesamten Körper der Mäuse festgestellt, ohne eine signifikante Anreicherung im retikuloendothelialen System, was darauf hinweist, dass die kleine Größe und Monodispersität dem Material eine ausgezeichnete zirkulatorische Langzeitfähigkeit im Körper verleihen. Die Synthesemethode ist steuerbar und universell anwendbar und bietet einen neuen technischen Weg zur Herstellung kleiner monodisperser NIR-Langnachleucht-Nanomaterialien, was die weitere Anwendung von NIR-Langnachleucht-Nanopartikelsonden im Bereich der biologischen Bildgebung fördern dürfte.

Nahinfrarotes Langnachleuchten;Cr³⁺;Biologische Bildgebung;Nanosonden