利用等离子体纳米天线在单分子荧光技术中实现高时间分辨率
光学
2023-03-02 v1 生物物理
摘要
单分子荧光技术对于研究生物过程中的分子机制至关重要。然而，实现亚毫秒时间分辨率以监测快速分子动力学仍然是一个重大挑战。荧光亮度通常是决定这些技术时间分辨率的关键参数。传统显微镜和标准荧光发射体难以达到亚毫秒监测所需的高亮度。等离子体纳米天线已被提出作为一种解决方案，但尽管利用这些结构已获得巨大的荧光增强，其亮度通常仍低于每分子每秒100万光子。因此，时间分辨率的提升一直被忽视。在本文中，我们提出了一种利用等离子体纳米天线（特别是光学角天线）在单分子荧光技术中实现高时间分辨率的方法。我们展示了约90%的总发射光收集效率，在饱和区达到每分子每秒200万光子的高荧光亮度。这使得以微秒分箱时间观测单分子以及进行快速荧光相关光谱（FCS）测量成为可能。该工作拓展了等离子体天线和零模波导在荧光饱和区的应用，朝向更亮的单分子信号、更快的时间分辨率和更高的检测速率发展，以推进荧光传感、DNA测序和分子相互作用动力学研究。
引用
@article{arxiv.2303.00416,
title = {Achieving High Temporal Resolution in Single-Molecule Fluorescence Techniques using Plasmonic Nanoantennas},
author = {Sunny Tiwari and Prithu Roy and Jean-Benoît Claude and Jérôme Wenger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00416},
year = {2023}
}