无标记等离子体纳米成像新技术

一种使用等离子体激元的新型成像技术能够以增强的灵敏度观察纳米颗粒。休斯顿大学纳米生物光子学实验室的石伟川教授和他的同事正在研究纳米材料和设备在生物医学、能源和环境方面的应用。该小组利用等离子体技术开发了一种基于局部表面等离子体成像的新成像技术，可以检测直径小于25纳米的粒子。

研究人员将该技术称为PANORAMA(超近场调制等离子体纳米孔径无标记成像)。与其他基于等离子体的成像技术相比，PANORAMA利用局域化等离子体效应的局域化和倏逝波特性实现了非常高的空间和垂直分辨率。该技术还使用普通亮场照明来产生更大的信号强度，可用于在毫米曝光时间内对纳米颗粒进行快速成像。

实验装置使用带有ProEM 1024 EMCCD相机的倒置显微镜进行检测，其中20 nm宽的带通滤波器被放置在位于样品和相机之间的4f光学系统的傅立叶平面中。由于局部表面等离子体共振，滤波器被选择在消光的红色一侧。

通过平均尺寸为360nm、厚度为50nm的Au纳米盘阵列照射样品。如果感兴趣的物体进入磁盘阵列的近场范围，折射率的变化会导致消光红移，并增加可以在相机上检测到的光透射。

该小组证明，该技术可用于将聚苯乙烯纳米颗粒的尺寸与低于25纳米的尺寸进行比较，并测量接近表面的颗粒的动力学。由于明亮的照明，即使在毫秒范围内的短曝光时间内也能实现良好的信噪比。此外，由于没有使用荧光标记，该技术不会受到导致漂白或低发射的影响。

未来，该技术可以与表面功能化方法相结合，在生物医学传感和成像应用中研究纳米颗粒、囊泡和病毒。

审核编辑 黄宇