摻雜釹的納米探針擴大STED顯微鏡應用範圍

新加坡國立大學化研究者發現，摻雜釹的納米探針有潜力擴大STED顯微鏡的應用範圍，而且使用低功率連續波照射還能降低成像系統的尺寸和成本，因而促進未來小型便携式STED顯微鏡的發展。

STED顯微鏡技術是一個快速、直觀和純光學的成像方法，是2014年諾貝爾化學獎授予超分辨熒光顯微技術之一，可以應用于研究納米級的亞細胞結構和細胞動力學。近年來，該技術雖然取得了巨大的進步，但是在生物標本的深層進行高對比度超分辨率成像而不造成光損傷仍然是一個挑戰。

在STED顯微鏡中，有機熒光團常被用作生物樣品的納米探針。然而，它們需要强脉衝照明，這會引起光毒性、光漂白和自發熒光，進而降低圖像質量。此外，有機熒光團一般在可見光區工作，由于光衰减和像差，限制了STED顯微鏡在深層組織研究的應用。

針對上述的問題，新加坡國立大學研究者設計出了摻雜釹的納米探針，相比有機熒光團更適合應用于STED顯微鏡中。研究者說道：“摻雜釹發射體的納米探針，在近紅外激光照射下會發出下轉換發光。當用第二束不同波長的近紅外激光照射納米探針時，下轉換發光幾乎完全耗盡，所需的光束强度比有機熒光團低100倍。”這項技術可以在光毒性、光漂白和自發熒光最小的情况下進行深層組織超分辨率光學成像。這主要是因爲摻雜釹的納米探針具有准四能級的能量配置，且較低的激發能級是在亞穩態，同時可以在低功率激發下維持粒子數反轉。

該研究成果已以“通過使用下轉換鑭系納米顆粒在連續波近紅外實現STED顯微鏡”爲題，發表在《自然納米技術》雜志上。

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