平面等离激元天线解析生物膜中的瞬态纳米尺度相分离

由鞘脂、胆固醇及某些蛋白质构成的纳米尺度膜组装体（亦称脂筏）在促成广泛的重要细胞功能中起着关键作用。尽管在活细胞膜上脂筏被假定具有纳米尺度尺寸且高度瞬态，但多组分脂质双分子层中存在类似动态纳米域的观点一直受到质疑。在此，我们在具有不同纳米间隙尺寸的平面等离激元天线阵列上执行荧光相关光谱，以评估模拟生物膜的动态纳米尺度组织。我们的方法利用纳米天线提供的高增强且受限的激发光，以及其出色的平面性，以微秒时间分辨率探测小至 10 nm 的膜区域。我们的扩散数据与多组分脂质双分子层中液相有序与液相无序微观相内瞬态纳米域的共存相一致。由扩散数据推断，这些纳米域的特征驻留时间为 30 至 150 {\mu}s，尺寸约 10 nm。因此，尽管模拟膜上发生微观尺度相分离，纳米域亦共存，表明这些瞬态组装体可能与活细胞中发生的类似，而在缺乏脂筏稳定蛋白时其注定短暂。重要的是，我们的工作凸显了光子纳米天线以超高时空分辨率探查天然生物膜纳米尺度异质性的巨大潜力。