基于实时单分子光谱技术的纳米颗粒早期自组装过程研究

实时单分子光谱技术是在纳米尺度上考察复杂体系动力学过程的强有力的手段。本项目以金纳米颗粒在气液和液液界面上的自组装过程为研究对象，开发激光暗场成像技术和激光微分干涉相差（DIC）成像技术，建立具有高灵敏度、高时间分辨率和空间分辨率的非荧光单分子检测和分析平台，在单分子层面实时原位考察金纳米颗粒在界面上的扩散、旋转、碰撞、团聚、解离等运动或相互作用的动力学，考察自组装过程早期金纳米团簇形成及生长的规律和机制。这些研究将建立研究界面自组装过程的新方法和新技术，对于深入揭示界面自组装的机理，进而实现界面可控自组装及构建高性能的纳米器件有着重要的意义。

实时单分子光谱技术是在纳米尺度上考察复杂体系动力学的强有力手段。由于具有高亮度和高光稳定性的单个金纳米颗粒可以被长时间示踪，可以作为组装基元在不同条件下组装成不同的功能性纳米结构，它们是研究自组装过程和机理的理想的单分子探针。本项目针对研究单个金纳米颗粒在动态自组装过程中的扩散、旋转、碰撞、团聚、解离等运动及相互作用模式的需要，通过研发、改进和优化传统非荧光显微成像技术的光源与光路，发展高灵敏度、高时间和空间分辨率的暗场成像方法，建立了一系列以金纳米颗粒为探针的非荧光标记单分子光谱技术，并在单分子水平上实时原位考察了金纳米颗粒与活体细胞的细胞膜外基质、细胞膜以及细胞内小信号分子的相互作用过程，发展了金纳米颗粒组装的新方法。这些新技术新方法对于深入揭示纳米颗粒自组装机理，在不同层面上实现可控自组装有着重要的意义。