三光子荧光显微镜(3PFM)是监测大脑结构和功能的一种重要工具。与其他成像技术相比，3PFM因具有更严格的激发约束和抑制光子散射等性能而能够实现更深的穿透深度。然而，由于缺少具有大吸收截面(σ₃)的三光子探针，因此3PFM的应用也受到了极大地限制。有鉴于此，武汉理工大学孙涛垒教授和张明曦研究员通过带隙工程策略合成了具有增强3PF性能的CdSe/CdS/ZnS量子点。

本文要点：

（1）研究发现，在发光的CdSe核和ZnS壳层之间引入具有优化厚度的CdS夹层可显著增强量子点的3P吸收截面，这是由于本征压电极化效应和核壳结构由II型转变为准II型所导致的。此外，外层的ZnS层也能够弥补CdS较差的电子钝化，进而通过实现高水平钝化以改善量子点的量子产率和3P作用截面。

（2）在1600 nm飞秒激光的激发下，聚乙二醇化的CdSe/CdS/ZnS量子点能够成功地实现具有高分辨率的体内脑血管3PFM成像。在打开颅骨的小鼠脑内1550 μm深度处，该成像技术可以分辨出直径为0.8 μm的微小毛细管。在颅骨完整的小鼠模型中，该成像技术也能够成功实现颅骨下850 μm的穿透深度。

Fanjie Wang. et al. Band Gap Engineering Improves Three-Photon Luminescence of Quantum Dots for Deep Brain Imaging. Analytical Chemistry. 2023

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00845

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c00845