背景

單壁碳納米管(SWCNTs)可發出近紅外熒光，可作為理想的熒光標記物進行生物光學探測。但遇到的限制是其發光量子效率較低，制約了其在活體生物探測時的穿透深度。

圖1：本文基于Amirmostafa Amirjani et al., 2022, ScienceDirect

創新方案

瑞士的研究團隊近期發表的論文中介紹道，單鏈DNA-單壁碳納米管(ssDNA-SWCNTs)代表了最前沿的光生物探測和手性區分研究方向。在該研究中，作者研究了具有圓形，柱狀，三角形形狀的金銀納米結構對ssDNA-SWCNTs的近紅外熒光增強效應。并發現該手段可以實現240%的熒光發光增強并實現單分子級的共聚焦近紅外熒光顯微成像。

此前熒光增強研究集中在可見光波段，而該最新研究代表了該項成果的一個典型應用方向：生物領域的近紅外波段檢測和成像。

圖2：納米顆粒增強熒光示意圖

圖3：不同幾何形狀的納米顆粒對ssDNA-SWCNTs的熒光增強效應對比，可看到三角形納米顆粒(圖c)增強效果最為顯著。

圖4：近紅外熒光成像對比，三角形銀納米顆粒增強后的熒光強度可清楚地實現單細胞熒光成像。

TPI 產品

圖4：本工作中所用到的特勵達普林斯頓儀器產品

IsoPlane SCT320光譜儀以及NIRvana 640相機

本工作中的科研與研發人員在采集信號時使用了來自特勵達普林斯頓儀器的IsoPlane SCT320零像差光譜儀以及NIRvana科研級制冷近紅外相機，零像差光譜儀搭配高量子效率的高性能近紅外二區相機，使得作者可以獲得單細胞級熒光信號，并在成像和光譜模式之間輕松切換。該系統在紅外二區熒光成像和光譜分析方面可謂黃金利器。

審核編輯 黃宇