暨南大学纳米光子学研究院李宝军教授、李宇超副教授及其合作者利用光操控技术成功组装出一种由活性细胞构成的、具备完全生物兼容性的纳米光学探针,实现了对人体血液中白血病细胞的高精度探测。

近场纳米光学探针被广泛应用于高精度探测和超分辨成像等领域。然而,现有的光学探针一般由贵金属和半导体材料组装而成,生物兼容性较差,且容易破坏生物样品。为此,李宝军教授团队将一个生物兼容的球形酵母细胞附着在一根锥形光纤的尖端、作为生物微透镜,使从光纤尖端出射的近红外光通过生物微透镜形成汇聚光束,再利用该汇聚光束产生的光学梯度力捕获一串半径为200 nm的乳酸杆菌细胞作为生物波导,构成一根生物兼容的纳米光学探针(如下图所示)。然后,将组装好的探针伸入到人体血液内部,移动探针使其尖端靠近血液中的白血病细胞后,再往探针中通入短波长的紫外光来激发白血病细胞膜上的荧光蛋白分子,实现了对蛋白分子发出的荧光信号的收集和探测,探测精度为190 nm,为进一步探索白血病细胞的病变机理提供了一种高精度、无损伤的光学方法。


图: 生物纳米光学探针检测人体血液中白血病细胞膜的荧光蛋白分子

相关成果以Living Nanospear for Near-Field Optical Probing为题发表在学术期刊 ACS Nano [12, 10703-11711 (2018)]上,并被选为该期封面论文,ACS Nano还在In Nano, Volume 12, Issue 11以 "It's alive! Living nanoprobes made of cells" (ACS Nano 12 (2018) 10578) 为题对该成果进行了报道。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05235

暨南大学纳米光子学研究院链接:https://photon.jnu.edu.cn/