新加坡國立大學(xué)化研究者發(fā)現(xiàn)，摻雜釹的納米探針有潛力擴(kuò)大STED顯微鏡的應(yīng)用範(fàn)圍，而且使用低功率連續(xù)波照射還能降低成像系統(tǒng)的尺寸和成本，因而促進(jìn)未來小型便攜式STED顯微鏡的發(fā)展。
STED顯微鏡技術(shù)是一個(gè)快速、直觀和純光學(xué)的成像方法，是2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予超分辨熒光顯微技術(shù)之一，可以應(yīng)用于研究納米級(jí)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞動(dòng)力學(xué)。近年來，該技術(shù)雖然取得了巨大的進(jìn)步，但是在生物標(biāo)本的深層進(jìn)行高對(duì)比度超分辨率成像而不造成光損傷仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
在STED顯微鏡中，有機(jī)熒光團(tuán)常被用作生物樣品的納米探針。然而，它們需要強(qiáng)脈衝照明，這會(huì)引起光毒性、光漂白和自發(fā)熒光，進(jìn)而降低圖像質(zhì)量。此外，有機(jī)熒光團(tuán)一般在可見光區(qū)工作，由于光衰減和像差，限制了STED顯微鏡在深層組織研究的應(yīng)用。
針對(duì)上述的問題，新加坡國立大學(xué)研究者設(shè)計(jì)出了摻雜釹的納米探針，相比有機(jī)熒光團(tuán)更適合應(yīng)用于STED顯微鏡中。研究者說道：“摻雜釹發(fā)射體的納米探針，在近紅外激光照射下會(huì)發(fā)出下轉(zhuǎn)換發(fā)光。當(dāng)用第二束不同波長的近紅外激光照射納米探針時(shí)，下轉(zhuǎn)換發(fā)光幾乎完全耗盡，所需的光束強(qiáng)度比有機(jī)熒光團(tuán)低100倍?！边@項(xiàng)技術(shù)可以在光毒性、光漂白和自發(fā)熒光最小的情況下進(jìn)行深層組織超分辨率光學(xué)成像。這主要是因爲(wèi)摻雜釹的納米探針具有準(zhǔn)四能級(jí)的能量配置，且較低的激發(fā)能級(jí)是在亞穩(wěn)態(tài)，同時(shí)可以在低功率激發(fā)下維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
該研究成果已以“通過使用下轉(zhuǎn)換鑭系納米顆粒在連續(xù)波近紅外實(shí)現(xiàn)STED顯微鏡”爲(wèi)題，發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。
