Nanodeeltjes onthullen hun locatie via spiegel SELFI

Kan een spiegel een sinaasappel in een donut veranderen? Het antwoord is beslist nee in de echte (macro) wereld. Maar op nanoschaal kan een spiegel een ‘oranje’ patroon in een ‘donut’-vormig patroon veranderen door de’ sinaasappel ’te overlappen met zijn gereflecteerde spiegelbeeld.

Een team van onderzoekers van de University of Technology Sydney (UTS) heeft voor het eerst aangetoond dat fluorescerende nanodeeltjes die in de buurt van een spiegel zijn geplaatst, unieke patronen genereren die kunnen worden gebruikt om hun locatie te bepalen.

De onderzoekers schrijven dit effect toe aan de interferentie van het lichtgevende nanodeeltje met zijn eigen spiegelbeeld. Met deze methode kunnen ze ook de grootte van deeltjes detecteren tot een resolutie van één nanometer – of ongeveer 1 / 80.000ste van de diameter van een mensenhaar.

Deze doorbraak in ultragevoelige meettechniek, gepubliceerd in Nature Communications, zou vele toepassingen kunnen hebben, waaronder het opsporen en analyseren van ziekteverwekkende virussen en andere pathogenen.

“Als we in een spiegel kijken, verandert dat onze fysieke vorm niet, maar dat is niet het geval met emissiepatronen van nanodeeltjes”, zegt co-auteur Dr. Fan Wang van het UTS Institute for Biomedical Materials and Devices.

“Als je een nanodeeltje voor een spiegel plaatst, verandert het beeld vanzelf, en de vorm van het beeld weerspiegelt de afstand tussen het deeltje en de spiegel. Dit komt door het faseverschil tussen de zender en het beeld”, zegt hij zegt.

De onderzoekers beschrijven deze codering van positie-informatie uit de zelfinterferentie van een deeltjesemissie als het “SELFI-effect”. De resulterende patronen omvatten Gaussische, donut- en boogschietdoelen.

“Voor zover wij weten, is de ruimtelijke verdeling van de spontane SELFI-emissie van meerdere emitters op nanoschaal niet gerapporteerd”, zegt co-auteur professor Dayong Jin.

“Deze SELFI leidt tot een snelle, hoge resolutie en anti-drift detectiemethode om nauwkeurig de positie van een enkele nanodeeltjes te bepalen.”

De nanodeeltjes zijn gedoteerd met vele zeldzame-aardmetaalionen om de noodzakelijke luminescentie te bereiken om een ​​effectieve SELFI te creëren.

De auteurs merken op dat deze nieuwe methode geschikt is voor conventionele widefield fluorescentiemicroscopie-opstellingen zonder dat het systeem moet worden gewijzigd.