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与荧光蛋白、有机染料、金属配合物、半导体量子点相比，稀土上转换纳米材料在生物体内有着深的穿透深度、低的背景荧光，这是由于稀土上转换纳米材料是由近红外光激发(通常是980 nm、808 nm 近红外光)，而980 nm、808 nm 光恰好位于生物组织的“光学透明窗口”，因此上转换材料被广泛运用于生物体的荧光成像[1]。