上海科技大学朱幸俊课题组总结了镧系发光纳米复合材料(LLNs)用于活体温度监测的近期研究进展，介绍了适用于活体的LLNs温度传感的工作机制和策略、LLNs温度检测探针的设计及非侵入温度检测在疾病诊断和治疗中的应用。

温度是生物体最基本的生理指征之一，例如体细胞可通过自身的温度感受器对环境温度作出响应，完成一系列生理学过程，而一些疾病因其异常的代谢率表现出了与正常组织不同的温度，这使得温度监测在医学诊断和治疗方面具有重要意义。精确地反馈生物体内的温度能够帮助人们了解生理过程的机制、诊断疾病和帮助制定治疗策略。然而，基于侵入式热探头、热像系统等的传统测温方法通常仅能测量物体的宏观温度或表面温度，并且伴随了空间分辨率较低、测温范围有限等问题。

基于上述生物体温度检测的需要，上海科技大学朱幸俊课题组梳理了近年以镧系发光纳米复合材料（LLNs）作为活体温度监测探针的研究工作。LLNs具有不闪烁、良好的光稳定性、发射波长可调等独特优点，且特定LLNs的发光信号与温度呈现相关性，因而可用于温度检测。LLNs作为温度探针能够检测微观的热传递过程，从而提升测温的空间精度，并且发光信号可做到无损、非侵入性的测量。LLNs的温度传感机理包括了基于镧系发光中心激发态的热响应分布、声子辅助的镧系离子间的能量转移以及镧系发光中心与声子的驰豫作用。从具体的测温方式来说，以LLNs发射强度的比率或者发光寿命（衰减时间）作为检测信号较适合进行活体温度检测，因为这两种策略受生理环境的干扰更小，从而具有更高的测温准确性（图1）。

目前已有多种LLNs体系被报道用于温度检测，包括Yb³⁺/Er³⁺，Ho³⁺/Yb³⁺，Tm³⁺/Yb³⁺，Nd³⁺/Yb³⁺共掺以及Nd³⁺单掺杂材料等，其温敏发射波长覆盖了可见光（400-700 nm）以及近红外生物光学窗口（700-2000 nm）。目前LLNs的测温功能已在炎症区域诊断、血流传热显像、线粒体活性监测、癌症光热治疗温度控制以及个体化癌症治疗辅助等生物医学研究中得到应用（图2）。在LLNs温度检测体系不断完善的同时，与其他功能材料的配合有望在生物体内完成更多的复杂任务。基于LLNs的无创测温技术在生命过程研究和生物医学方面有着广阔的应用空间。