多重复合单粒子成像是通过调制Er3+能量水平群体来实现的.

科学领域:

• 纳米技术和材料科学 材料科学
• 生物物理学和分子成像学

背景情况:

• 单粒子追踪 (SPT) 对于研究分子动力学至关重要,但受到光漂白和复杂多色成像的限制.
• 现有的方法面临的挑战是,跟踪时间很短,在分辨多个同时跟踪的粒子方面存在技术障碍.

研究的目的:

• 为多重单颗粒追踪 (SPT) 开发一种非光漂白,比度成像策略.
• 为了使纳米级分子动力学的长期多色成像能够提高可靠性和简单性.

主要方法:

• 使用了带有胺的升级转换纳米粒子 (UCNPs),可调节红至绿 (R/G) 排放比率.
• 研究了由伊特尔 (Yb³⁺) 激发密度和埃尔 (Er³⁺) 离子能量水平控制的比度行为机制.
• 为可预测的光谱输出建立了UCNP结构和R/G排放比率之间的定量关系.

主要成果:

• 在UCNPs的R/G排放比率中实现了超过10倍的化能力.
• 证明了同时进行五色单粒子成像,错误识别率低于5%.
• 通过使用开发的策略,在活细胞中成功可视化受体介导的内细胞分裂.

结论:

• 基于上转换发光的R/G比率歧视为长期的多色SPT提供了一个强大的方法.
• 这一策略为探测纳米级复杂生物过程提供了一个简单,可靠的工具.
• 开发的基于UCNP的成像克服了光漂白和光谱重叠在多色跟踪中的局限性.