Nanopartikler afslører deres placering via spejl SELFI

Kan et spejl forvandle en appelsin til en doughnut? Svaret er absolut nej i den virkelige (makro)verden. Men på nanoskala, et spejl kan forvandle et 'orange'-formet mønster til et 'doughnut'-formet mønster ved at overlappe 'orange' med dets reflekterede spejlbillede.

Et team af forskere fra University of Technology Sydney (UTS) har for første gang vist, at fluorescerende nanopartikler placeret i nærheden af ​​et spejl genererer unikke mønstre, der kan bruges til at lokalisere deres placering.

Forskerne tilskriver denne effekt til den lysemitterende nanopartikels interferens med sit eget spejlbillede. Ved at bruge denne metode kan de også detektere størrelsen af ​​partikler til en opløsning på en nanometer - eller omkring 1/80, 000. af diameteren af ​​et menneskehår.

Dette gennembrud inden for ultrafølsom måleteknologi, udgivet i Naturkommunikation , kunne have mange applikationer, herunder sporing og analyse af sygdomsfremkaldende vira og andre patogener.

"Når vi ser i et spejl, ændrer det ikke vores fysiske form, men det er ikke tilfældet med emissionsmønstre for nanopartikler, " siger førende medforfatter Dr. Fan Wang fra UTS Institute for Biomedical Materials and Devices.

"Hvis du sætter en nanopartikel foran et spejl, det vil ændre sit billede af sig selv, og billedformen afspejler afstanden mellem partiklen og spejlet. Dette skyldes faseforskellen mellem emitteren og dens billede, " han siger.

Forskerne beskriver denne indkodning af positionsinformation fra en partikelemissions selvinterferens som "SELFI-effekten". De resulterende mønstre inkluderer gaussiske, donut og bueskydning mål former.

"Så vidt vi ved, den rumlige fordeling af den spontane emissions SELFI fra flere emittere på nanoskala er ikke blevet rapporteret, " siger førende medforfatter professor Dayong Jin.

"Denne SEFI fører til en faste, høj opløsning og anti-drift sensing metode til nøjagtigt at løse positionen af ​​en enkelt nanopartikel."

Nanopartiklerne er doteret med mange sjældne jordartselement-ioner for at opnå den nødvendige luminescens for at skabe en effektiv SELFI.

Forfatterne bemærker, at denne nye metode er velegnet til konventionelle widefield fluorescensmikroskopi opsætninger uden at kræve systemmodifikation.