背景

單壁碳納米管(SWCNTs)可發(fā)出近紅外熒光，可作為理想的熒光標(biāo)記物進(jìn)行生物光學(xué)探測。但遇到的限制是其發(fā)光量子效率較低，制約了其在活體生物探測時(shí)的穿透深度。

圖1：本文基于Amirmostafa Amirjani et al., 2022, ScienceDirect

創(chuàng)新方案

瑞士的研究團(tuán)隊(duì)近期發(fā)表的論文中介紹道，單鏈DNA-單壁碳納米管(ssDNA-SWCNTs)代表了最前沿的光生物探測和手性區(qū)分研究方向。在該研究中，作者研究了具有圓形，柱狀，三角形形狀的金銀納米結(jié)構(gòu)對ssDNA-SWCNTs的近紅外熒光增強(qiáng)效應(yīng)。并發(fā)現(xiàn)該手段可以實(shí)現(xiàn)240%的熒光發(fā)光增強(qiáng)并實(shí)現(xiàn)單分子級的共聚焦近紅外熒光顯微成像。

此前熒光增強(qiáng)研究集中在可見光波段，而該最新研究代表了該項(xiàng)成果的一個(gè)典型應(yīng)用方向：生物領(lǐng)域的近紅外波段檢測和成像。

圖2：納米顆粒增強(qiáng)熒光示意圖

圖3：不同幾何形狀的納米顆粒對ssDNA-SWCNTs的熒光增強(qiáng)效應(yīng)對比，可看到三角形納米顆粒(圖c)增強(qiáng)效果最為顯著。

圖4：近紅外熒光成像對比，三角形銀納米顆粒增強(qiáng)后的熒光強(qiáng)度可清楚地實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞熒光成像。

TPI 產(chǎn)品

圖4：本工作中所用到的特勵(lì)達(dá)普林斯頓儀器產(chǎn)品

IsoPlane SCT320光譜儀以及NIRvana 640相機(jī)

本工作中的科研與研發(fā)人員在采集信號時(shí)使用了來自特勵(lì)達(dá)普林斯頓儀器的IsoPlane SCT320零像差光譜儀以及NIRvana科研級制冷近紅外相機(jī)，零像差光譜儀搭配高量子效率的高性能近紅外二區(qū)相機(jī)，使得作者可以獲得單細(xì)胞級熒光信號，并在成像和光譜模式之間輕松切換。該系統(tǒng)在紅外二區(qū)熒光成像和光譜分析方面可謂黃金利器。

審核編輯 黃宇