利用定量光谱分析进行团簇提取的自组装纳米载体超分辨率成像

摘要： 自组装纳米载体为生物成像、诊断和药物递送提供了广泛的应用前景。对纳米载体进行无创可视化和表征对于理解其结构-功能关系至关重要。然而，利用现有技术在样本原生环境中实现纳米载体的定量可视化仍具挑战性。单分子定位显微镜（SMLM）有望在原生环境中同时提供高分辨率的纳米载体可视化和定量分析。但SMLM所用荧光探针的非特异性结合可能引入伪影，这给SMLM图像的定量分析带来困难。我们证明了采用纳米级形貌光谱点积累技术（sPAINT）实现具有分子特异性的自组装聚合物囊泡（PS）可视化的可行性。此外，通过分析结合于PS的尼罗红（NR）分子的独特光谱特征，我们排除了非特异性NR结合产生的伪影。进一步开发的定量光谱聚类分析技术（qSPACE）使定位密度较sPAINT提升4倍，从而将PS尺寸测量的变异系数控制在5%以内。最终采用qSPACE技术，我们在水溶液中以约20纳米的定位精度实现了不同浓度PS的定量成像，相比传统SMLM将样本误识别率降低了97%。