单颗粒光散射显微成像技术在生化医药分析中的应用

等离子体纳米颗粒(PNPs)具有体积小、易表面修饰、生物相容性好、毒性低等优点，在生物传感、生物成像、疾病诊断、肿瘤治疗、材料科学等领域得到了广泛的应用。PNPs的光散射光学性质可以通过调节其大小、组成、形貌和微环境来控制，可用于生化和药物分析。此外，由于单粒子散射显微技术具有高空间分辨率和高灵敏度，借助PNPs具有的独特局域表面等离子体共振(LSPR)特性，可在单颗粒水平进行实时成像。根据PNPs的大小、组成、形态、微环境或耦合变化引起的信号变化，研究人员发展了多种显微成像分析方法，主要分为4种，包括散射光谱的波长位移、单粒子散射强度的变化、高通量RGB分析和计数方法。基于纳米颗粒LSPR散射光谱位移变化的方法准确、灵敏，但需要昂贵的单颗粒散射光谱仪和复杂的操作。基于纳米颗粒散射强度变化的方法简单可行，但易受纳米颗粒粒径和曝光时间等因素的影响。高通量RGB分析方法灵敏度高、成本低，但不适用于颜色变化不明显的单颗粒分析，且重复性差。单粒子计数法灵敏度高，但有时粒子分布不均匀，背景杂质的干扰限制了方法的准确度。因此，这4种定量方法各有优缺点。此外，近年来逐渐发展了一些新的定量方法。例如，研究人员开发了新的时间分辨分析定量方法，并将暗场显微镜与偏振器、滤光片等光学器件相结合以消除背景干扰，以及与电化学、拉曼等仪器相结合以扩大应用范围。此外，为提高分析方法的准确度和灵敏度，暗场显微镜与深度学习、云计算、人工智能等现代计算机科学技术的结合，越来越受到人们的欢迎。基于以上原因，该文重点介绍了单粒子光散射显微镜在生化和药物分析领域的应用，总结了近年来的最新研究进展，讨论了单粒子光散射显微镜在定量分析中的几种主要定量方法，提出了未来的发展趋势，以期为相关研究领域的新人提供一定的学术参考。

Application of Single-particle Light Scattering Microscopic Technique in Biochemical and Medicine Analysis