长余辉发光材料能够将激发能量临时存储在陷阱能级中，停止激发之后，在环境热激励条件下缓慢释放储存的能量，发射持续数分钟~数天的余辉。利用这种激发/发射过程长时间分离的独特性质，人们开发了基于近红外长余辉纳米颗粒（AGNP）的便捷时间分辨成像技术——长余辉成像。AGNP的长余辉性质是决定长余辉成像效果的关键因素。现有报道往往通过共掺杂的方法来获得更好的长余辉性能，在一定程度上忽略了生物环境的特殊需求。动物组织可以屏蔽紫外光，对短波长的可见光透过性也很差。在生物环境原位激发AGNP的长余辉发光依赖于长余辉材料对长波光的有效吸收。然而，共掺杂无机元素往往吸光能力较差。作为代表性的近红外长余辉材料，ZnGa2O4:Cr虽然可以用红光LED原位激发（Cr3+吸收），但是长余辉激发效率不理想，成像质量依赖于高使用浓度（mg/mL量级）和大功率激发光源或者高能X射线。如何在生物环境以长波光高效原位激发AGNP成为限制长余辉生物成像技术发展的瓶颈。解决该问题的关键在于如何提高AGNP对长波光的吸收响应能力。

有机染料的吸光能力远大于大多数无机元素。染料敏化是解决无机材料吸光能力差的有效方法。该方法在染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池领域已有广泛应用，可以有效提高光电转换效率。染料敏化策略已被成功应用于增强稀土上转换纳米颗粒的荧光性能。但是，目前几乎没有染料敏化增强AGNP长余辉性能的相关报道。那么，能否用染料敏化策略显著增强AGNP的长余辉发光，进而提高其长余辉生物成像性能呢？

Cr3+属于过渡区元素，在许多发光基质中都能产生近红外长余辉。Cr3+的4A2-4T2吸收峰受基质影响在560 nm至650 nm范围可调节。这一长波吸收峰与许多荧光染料的吸收/荧光发射峰位置接近。理论上，荧光染料有可能将吸收的光能传递给ZnGa2O4:Cr（ZGC）中的Cr3+。美国麻省大学医学院Gang Han教授课题组通过给长余辉纳米颗粒插上翅膀，在ZGC表面修饰荧光染料TAMRA，制备长余辉纳米“萤火虫”。从而以荧光染料高效吸收长波激发光的能量，传递给ZGC中的Cr3+并激发长余辉发光，从而提高ZGC对长波光的吸收响应能力，最终实现染料敏化ZGC在生物环境的高效原位激发，显著提升ZGC的长余辉生物成像性能。通过这种染料敏化策略，Han课题组不仅显著提高了ZGC的长余辉成像能力，还将新型宏观动物长余辉成像技术与成熟的微观细胞荧光成像技术有机结合，开发了基于染料敏化ZGC的长余辉/荧光多模式光学成像技术，可以首次报道实现长余辉成像引导的无背景精确完全肿瘤切除。