通过光敏化反应产生活性氧(如单线态氧)在能量转换、有机污染物降解和光动力治疗等领域都起到了至关重要的作用。而近红外光对于废水和生物组织等各种介质都有着较强的穿透能力，因此应用近红外光进行光敏化单线态氧生成具有很大的应用前景。然而，传统光敏剂的吸收光一般位于紫外-可见波段，穿透深度较浅。

同时，单线态氧的产生主要依赖于光敏剂的三线态激发态，在一般情况下光敏剂的单线态基态向三线态激发态的直接跃迁是自旋禁阻的，使得三线态能级无法被直接激发。三线态仅能通过激发光敏剂的单线态，随后经过单线态-三线态系间窜越生成三线态激发态。基于这一问题，现有的近红外敏化手段主要有：

• 通过分子结构设计使光敏剂吸收红移至近红外波段，此方法较为困难，分子合成过程复杂，且单线态氧产生效率无法保证

• 基于上转换过程，通过荧光共振能量转移（Förster resonance energy transfer）敏化光敏剂，然而极低的上转换效率限制了此方法的应用

该工作通过对不同稀土离子与不同有机分子（包括卟啉和酞菁类分子以及羧基并四苯）进行探究，证实了稀土离子-有机分子三线态直接能量传递的普适性，并发现仅在有机分子三线态能量低于稀土离子激发态能量时，能量传递才能有效地发生。较之于传统上传换敏化过程，稀土离子-有机分子三线态直接能量传递实现了超过其100倍的单线态氧产生。基于此，这一策略被应用于光动力治疗，在超低的激发功率密度下（~80 mW/cm2）实现了较好的治疗效果。这项成果为有机分子的高效近红外敏化提供了新思路，在医学事业、污染治理以及能源利用领域有巨大的应用潜力。

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