该研究小组采用一种巧妙的设计思路，将Tm3+(Yb3+)和Eu3+分别掺入到NaGdF4纳米晶的内核和壳层中，首次在单分散的六方相NaGdF4纳米晶中实现了Eu3+的双模式发光。借助于内核中Tm3+和Yb3+的双敏化作用和核壳结构的优点，在980 nm的近红外光照射下，在国际上首次实现了高效的Eu3+红色上转换发光，其上转换发光强度比Yb3+/Tm3+/Eu3+共掺样品提高了一个数量级。同时，在273 nm紫外光的照射下，也能够获得强的Eu3+红色下转换发光。这种单分散、集Eu3+双模发光于一身的NaGdF4核壳结构纳米晶经表面功能化，具有良好的水溶性和生物相容性，与生物分子连接后，可以作为一种多功能荧光标记和磁共振成像显影试剂，用于生物科学和生命医学领域中异相或均相分析。
该研究小组同时还通过简单的一步溶剂热合成方法，制备出水溶性表面羧酸修饰的稀土掺杂氟氯化钡纳米晶，该纳米晶在“无背景”时间分辨生物标记以及近红外“光透过窗”范围的生物标记材料方面均具有重要的应用前景。