Label-free nanometer-resolution imaging of biological architectures through surface enhanced Raman scattering.
Label-free nanometer-resolution imaging of biological architectures through surface enhanced Raman scattering.
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DOI：
10.1038/srep02624
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Dana A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ayas S;Cinar G;Ozkan AD;Soran Z;Ekiz O;Kocaay D;Tomak A;Toren P;Kaya Y;Tunc I;Zareie H;Tekinay T;Tekinay AB;Guler MO;Dana A
如果化学指纹技术如拉曼散射可以与超分辨率成像相结合，则生物样品的化学环境的无标记成像将容易地桥接超分子和细胞尺度。我们证明了无标记超分辨拉曼成像的可能性，通过应用随机重建的时间波动的表面增强拉曼散射（Sers）信号，源自生物分子层上的大面积等离子体表面具有高和均匀的热点密度（>1011/cm 2，20至35 nm的间距）。 在心肌细胞自组装肽网络和纤维化板状伪足的重建图像中，显示出20 nm的分辨率。观察到闪烁率密度与激发强度成比例，并且在高激发密度（>10 kW/cm 2）下，闪烁伴随着分子击穿。 然而，在低功率下，同时进行的拉曼测量表明，Sers可以提供图像重建所需的足够的闪烁率，而不会完全破坏化学结构。
Label free imaging of the chemical environment of biological specimens would readily bridge the supramolecular and the cellular scales, if a chemical fingerprint technique such as Raman scattering can be coupled with super resolution imaging. We demonstrate the possibility of label-free super-resolution Raman imaging, by applying stochastic reconstruction to temporal fluctuations of the surface enhanced Raman scattering (SERS) signal which originate from biomolecular layers on large-area plasmonic surfaces with a high and uniform hot-spot density (>1011/cm2, 20 to 35 nm spacing). A resolution of 20 nm is demonstrated in reconstructed images of self-assembled peptide network and fibrilated lamellipodia of cardiomyocytes. Blink rate density is observed to be proportional to the excitation intensity and at high excitation densities (>10 kW/cm2) blinking is accompanied by molecular breakdown. However, at low powers, simultaneous Raman measurements show that SERS can provide sufficient blink rates required for image reconstruction without completely damaging the chemical structure.
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