一種使用等離子體激元的新型成像技術(shù)能夠以增強的靈敏度觀察納米顆粒。休斯頓大學納米生物光子學實驗室的石偉川教授和他的同事正在研究納米材料和設(shè)備在生物醫(yī)學、能源和環(huán)境方面的應(yīng)用。該小組利用等離子體技術(shù)開發(fā)了一種基于局部表面等離子體成像的新成像技術(shù)，可以檢測直徑小于25納米的粒子。

研究人員將該技術(shù)稱為PANORAMA(超近場調(diào)制等離子體納米孔徑無標記成像)。與其他基于等離子體的成像技術(shù)相比，PANORAMA利用局域化等離子體效應(yīng)的局域化和倏逝波特性實現(xiàn)了非常高的空間和垂直分辨率。該技術(shù)還使用普通亮場照明來產(chǎn)生更大的信號強度，可用于在毫米曝光時間內(nèi)對納米顆粒進行快速成像。

實驗裝置使用帶有ProEM 1024 EMCCD相機的倒置顯微鏡進行檢測，其中20 nm寬的帶通濾波器被放置在位于樣品和相機之間的4f光學系統(tǒng)的傅立葉平面中。由于局部表面等離子體共振，濾波器被選擇在消光的紅色一側(cè)。

通過平均尺寸為360nm、厚度為50nm的Au納米盤陣列照射樣品。如果感興趣的物體進入磁盤陣列的近場范圍，折射率的變化會導(dǎo)致消光紅移，并增加可以在相機上檢測到的光透射。

該小組證明，該技術(shù)可用于將聚苯乙烯納米顆粒的尺寸與低于25納米的尺寸進行比較，并測量接近表面的顆粒的動力學。由于明亮的照明，即使在毫秒范圍內(nèi)的短曝光時間內(nèi)也能實現(xiàn)良好的信噪比。此外，由于沒有使用熒光標記，該技術(shù)不會受到導(dǎo)致漂白或低發(fā)射的影響。

未來，該技術(shù)可以與表面功能化方法相結(jié)合，在生物醫(yī)學傳感和成像應(yīng)用中研究納米顆粒、囊泡和病毒。

審核編輯 黃宇