基于金纳米盘的新技术可以改善诊断

就最小的纳米颗粒成像而言,现有的先进方法存在明显的局限性,这使得科学家们难以在分子水平上研究病毒和其他结构。

科学家们报告了一种新的光学成像技术,该技术使用覆盖有金纳米盘的玻璃面,使它们能够监测光透射率的变化并确定直径小至25 nm的纳米颗粒的特性。图片来源:休斯顿大学。

在研究者休斯顿大学(UH)和德克萨斯MD Anderson癌症中心已开发出一种新的光学成像技术为纳米级的对象涉及到使用未散射的光来检测纳米颗粒测量小至直径为25纳米。研究结果已在《自然通讯》杂志上报道。

该技术被称为PANORAMA,涉及使用覆盖有金纳米盘的载玻片,该载玻片使研究人员能够跟踪光透射率的变化并找出目标的特征。

PANORAMA代表等离子纳米孔径无标签成像(PlAsmonic NanO-aperRture lAbel-free iMAging),表明了该技术的主要特征。全景可用于检测,计数和找出单独的电介质纳米粒子的大小。

据UH的电气和计算机工程教授,论文的相应作者Shiwei-Chuan Shih称,该纸张是最小的透明物体,可以用常规显微镜在100到200 nm之间进行成像。这主要是因为它们除了很小之外,还没有吸收,反射或“散射”足够的光,这可能使成像系统能够检测到它们的存在。

另一种常见的方法是标记。它需要科学家对被分析的粒子有所了解(例如,病毒具有刺突蛋白),并设计出一种方法来使用荧光染料标记特征,或者采用其他技术更容易地检测粒子。

否则,它会在显微镜下看起来像微小的尘埃颗粒一样看不见,因为它太小而无法检测到

Wei-Chuan Shih ,休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

另一个缺点是,只有在科学家至少已经对他们打算分析的粒子有一定了解的情况下,标记才是有益的。

使用PANORAMA,您无需做标签您可以直接查看它,因为PANORAMA不依赖于检测纳米粒子的散射光

Wei-Chuan Shih ,休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

而是,该系统使科学家能够跟踪通过金纳米盘覆盖的载玻片上的光透射,从而检测出尺寸仅为25 nm的透明目标。可以通过监督光线的变化来检测附近的纳米粒子。

光学成像系统是通常在任何实验室中都能找到的常规明场显微镜。PANORAMA不需要其他几种无标签成像技术中需要的激光或干涉仪。

根据数据,尚未达到大小限制。我们在25 nm纳米颗粒处停下来只是因为这是市场上最小的聚苯乙烯纳米颗粒

Wei-Chuan Shih ,休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

除了Shih之外,参与该项目的科学家还有来自UH的博士生Nareg Ohannesian和Ibrahim Misbah以及来自MD Anderson癌症中心放射肿瘤学系的Steven H. Lin博士。

参考资料: Ohannesian, N., et al. (2020) Plasmonic nano-aperture label-free imaging (PANORAMA). Nature Communicationsdoi.org/10.1038/s41467-020-19678-w.
资料来源:https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5576https://www.uh.edu/
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