使用等離子體超表面對活的移動的細胞進行高分辨率成像

為了以更高的精度成像極小的結構和現象，科學家一直在推動光學顯微鏡分辨率的極限，但是這些進步通常伴隨著復雜性和成本的增加。現在，日本的研究人員表明，即使使用常規的寬視野顯微鏡，嵌入自組裝金納米顆粒的玻璃表面也可以提高分辨率，而成本卻很少，這有利于能夠對活細胞進行高速成像的高分辨率熒光顯微鏡。

因為光學顯微鏡放大光，獲得結構的詳細圖像，即可以區分對象的大小早已被衍射光的穿過開口時，導致它傳播特性的限制。

研究人員一直在開發技術來克服高度限制的光學系統的局限性，但是其中許多依賴于使用強激光，激光會損壞甚至殺死活細胞，并掃描樣本或處理多個圖像，從而抑制真實的圖像。時間成像。

九州大學材料化學與工程研究所的杰出教授Kaoru Tamada說：“最近的技術可以產生令人驚嘆的圖像，但是其中許多都需要高度專業化的設備，并且無法觀察活細胞的運動。”

Tamada和她的小組使用實時熒光顯微鏡方法對細胞進行成像，發現他們只需改變細胞表面即可將常規寬視野顯微鏡下的分辨率提高到接近衍射極限。

在熒光顯微鏡中，感興趣的細胞結構被標記為分子，該分子吸收來自入射光的能量，并通過熒光過程將其重新發射為另一種顏色的光，將其收集以形成圖像。

盡管細胞通常在普通玻璃上成像，但Tamada的研究小組在玻璃表面上覆蓋了一層自組裝的金納米顆粒，上面覆蓋著一層二氧化硅薄層，從而形成了具有特殊光學特性的所謂超穎表面。

直徑只有12 nm的有組織金屬納米顆粒表現出一種稱為局部表面等離振子共振的現象，該現象可使超穎表面從附近的發光分子中收集能量以進行高效再發射，從而產生僅限于10 nm的增強發射厚的納米顆粒表面。