新技术可以更精确地观察最小的纳米粒子

当前最先进的技术在对最小的纳米粒子进行成像时具有明显的局限性，这使得研究人员难以在分子水平上研究病毒和其他结构。休斯顿大学和德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心的科学家们在Nature Communications 上报道了一种用于纳米级物体的新型光学成像技术，该技术依靠非散射光来检测直径小至 25 纳米的纳米颗粒。这项名为 PANORAMA 的技术使用覆盖有金纳米圆盘的载玻片，使科学家能够监测光传输的变化并确定目标的特征。

PANORAMA 的名字来源于等离子纳米孔径无标签成像(Plasmonic Nano-apeRture label-free iMAaging)，标志着该技术的关键特性。PANORAMA 可用于检测、计数和确定单个介电纳米粒子的大小。

UH 电气和计算机工程教授、该论文的通讯作者 Wei-Chuan Shih 说，标准显微镜可以成像的最小透明物体在 100 纳米到 200 纳米之间。这主要是因为——除了太小——它们不能反射、吸收或“散射”足够的光，这可能会让成像系统检测到它们的存在。

标记是另一种常用的技术;它要求研究人员了解他们正在研究的粒子的一些信息——例如，病毒具有刺突蛋白——并设计一种方法来用荧光染料或其他一些方法标记该特征，以便更容易地检测到粒子。

“否则，它会像显微镜下的微小灰尘颗粒一样看不见，因为它太小而无法检测到，”施说。

另一个缺点?只有当研究人员已经至少了解他们想要研究的粒子时，标记才有用。

“有了 PANORAMA，你就不必做标签了，”Shih 说。“您可以直接查看它，因为 PANORAMA 不依赖于检测来自纳米颗粒的散射光。”

相反，该系统允许观察者通过监测通过金纳米圆盘覆盖的载玻片的光传输来检测小至 25 纳米的透明目标。通过监测光线的变化，他们能够检测到附近的纳米颗粒。光学成像系统是任何实验室中常见的标准明场显微镜。不需要许多其他无标签成像技术所需的激光器或干涉仪。

“根据数据，尚未达到尺寸限制。我们停止使用 25 nm 纳米颗粒，因为这是市场上最小的聚苯乙烯纳米颗粒，”Shih 说。

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