ランタニドベースのレシオメトリックナノザーメーターの性能を決定するものは何ですか？

発光強度比（LIR）ナノサーモメートルは、微小電子デバイスと生細胞の非侵襲的温度検出に理想的に適しており、より高い絶対温度感度（SA）または相対温度感受性（SR）の新しいナノザーメーターの骨の折れる追求が最近の研究を支配しています。ただし、SAとSRの値が高いかどうかは、LIR Nanothermometersのパフォーマンスを本質的に改善できるかどうか、およびその精度を本質的に決定する要因はめったに考慮されません。これらの考慮事項は、時間とコストを削減しながら、設計とアプリケーションに有益です。ここでは、ランタニドベースのLIRナノザーメーターの精度は、SRと発光強度（σI/I）の相対誤差によって本質的に決定されているが、ランタニドドープNAYF4、YPO4、YVO4、CAF2、YF3、Y2O33O33O3に基づくSAに基づくSAではないことを明確にします。、BATIO3、LAALO3およびY3AL5O12温度センサー。これは、以前のより高いSAの追求がランタニドベースのLIRナノザーメーターの精度に寄与しないことを意味します。さらなる研究により、σi/Iは主にエネルギーレベルの分割の影響を受け、温度の不確実性を悪化させる可能性があることが明らかになりました。上記の内因性因子に加えて、生物学的組織の実際の温度検出のために、ポリエチレンイミン修飾NayF4：ER3+/YB3+@nayf4-pei水溶液は、ローカル環境に応じてナノサイロメーターを最適化し、読み出しを調整し続けることを意味します。この作業は、ランタニドベースのLIRナノザーメーターの指標を統合し、SAの以前の誤解を修正して無効な作業を緩和し、開発のための慎重なガイダンスを提供します。

Luminescence intensity ratio (LIR) nanothermometers are ideally suited for noninvasive temperature detection of microelectronic devices and living cells, and the painstaking pursuit of new nanothermometers with higher absolute temperature sensitivity (Sa) or relative temperature sensitivity (Sr) has dominated recent research. However, whether higher Sa and Sr values can intrinsically improve the performance of LIR nanothermometers and what factors essentially determine their accuracy have rarely been considered; these considerations are instructive for their design and application while reducing time and costs. Here, we clarify that the accuracy of lanthanide-based LIR nanothermometers is essentially determined by Sr and the relative error of the luminescence intensity (σI/I) but not Sa based on lanthanide-doped NaYF4, YPO4, YVO4, CaF2, YF3, Y2O3, BaTiO3, LaAlO3 and Y3Al5O12 temperature sensors, meaning that our previous pursuit of higher Sa does not contribute to the accuracy of lanthanide-based LIR nanothermometers. Further research reveals that σI/I is primarily influenced by energy level splitting, which can deteriorate the temperature uncertainty. For actual temperature detection of biological tissues, in addition to the above intrinsic factors, we shed light on the effects of probe self-heating, excitation power density, emission intensity and penetration depth on temperature readouts via a polyethyleneimine-modified NaYF4:Er3+/Yb3+@NaYF4-PEI aqueous solution, implying that we will continue to optimize nanothermometers and calibrate readouts according to the local environment. This work unifies the metrics of lanthanide-based LIR nanothermometers, corrects the previous misunderstanding of Sa to mitigate invalid work, and provides careful guidance for their development.