使用等离子体超表面对活的移动的细胞进行高分辨率成像

为了以更高的精度成像极小的结构和现象，科学家一直在推动光学显微镜分辨率的极限，但是这些进步通常伴随着复杂性和成本的增加。现在，日本的研究人员表明，即使使用常规的宽视野显微镜，嵌入自组装金纳米颗粒的玻璃表面也可以提高分辨率，而成本却很少，这有利于能够对活细胞进行高速成像的高分辨率荧光显微镜。

因为光学显微镜放大光，获得结构的详细图像，即可以区分对象的大小早已被衍射光的穿过开口时，导致它传播特性的限制。

研究人员一直在开发技术来克服高度限制的光学系统的局限性，但是其中许多依赖于使用强激光，激光会损坏甚至杀死活细胞，并扫描样本或处理多个图像，从而抑制真实的图像。时间成像。

九州大学材料化学与工程研究所的杰出教授Kaoru Tamada说：“最近的技术可以产生令人惊叹的图像，但是其中许多都需要高度专业化的设备，并且无法观察活细胞的运动。”

Tamada和她的小组使用实时荧光显微镜方法对细胞进行成像，发现他们只需改变细胞表面即可将常规宽视野显微镜下的分辨率提高到接近衍射极限。

在荧光显微镜中，感兴趣的细胞结构被标记为分子，该分子吸收来自入射光的能量，并通过荧光过程将其重新发射为另一种颜色的光，将其收集以形成图像。

尽管细胞通常在普通玻璃上成像，但Tamada的研究小组在玻璃表面上覆盖了一层自组装的金纳米颗粒，上面覆盖着一层二氧化硅薄层，从而形成了具有特殊光学特性的所谓超颖表面。

直径只有12 nm的有组织金属纳米颗粒表现出一种称为局部表面等离振子共振的现象，该现象可使超颖表面从附近的发光分子中收集能量以进行高效再发射，从而产生仅限于10 nm的增强发射厚的纳米颗粒表面。