新闻网讯 6月8日，微纳尺度实验技术领域的高水平国际期刊《微尺度方法学》（Small Methods）在第10卷第11期以封面论文形式刊发了测控技术“一带一路”联合实验室中波团队的合作研究成果，题为“基于干涉散射显微成像的单磁纳米颗粒实时检测”（Real-Time Detection of Single Magnetic Nanoparticle with Interferometric Scattering Microscopy）。华中科技大学人工智能与自动化学院博士生董雨龙为第一作者，论文合作者包括波兰华沙大学Ryszard Buczynski教授及其团队博士后Feidi Xiang。

在生命活动的微观世界里，实现对单个蛋白分子、单次神经电信号的原位实时捕捉，是理解生命过程物质交换与信息传递机制的关键。纳米尺度磁标记技术因其独特的磁动力学行为，为这一探索提供了全新工具——有望突破传统实时检测方法只能进行“群体”宏观、统计平均测量的局限，实现对生物目标的“个体”标记、实时观测乃至远程操控。

然而，受限于现有磁性颗粒成像（MPI）设备，实时观测环节仅能检测成百上千个颗粒的集合信号，难以在单颗粒水平实现实时原位表征。从物理原理上看，在数十纳米尺度下，传统测量方法已逼近时空分辨率的信息获取天花板。如何在单磁纳米标记的基础上突破时间与空间分辨率的瓶颈，成为当前面临的核心挑战。

针对这一难题，研究团队将干涉散射显微镜（iSCAT）的超灵敏光学探测能力与磁动力学操控技术有机结合，成功开发出一种可在液相环境中实时追踪单颗磁纳米颗粒的新方法。

实验中，研究人员利用磁场梯度引导溶液中直径仅30纳米的单个磁颗粒产生特征性定向位移，并通过iSCAT进行实时观测。磁场梯度构造的磁阱可以有效调控磁纳米粒子的布朗涨落，从而在纳米尺度上实现对颗粒的稳定捕获、成像与操控。结果显示，颗粒的运动方向与磁场方向高度一致，清晰验证了“磁驱光测”技术路线的可行性。

该技术的核心在于“磁驱”与“光测”的深度融合：一方面，利用磁场实现对单个纳米颗粒的远程操控；另一方面，借助干涉散射显微镜（iSCAT）极高的时空分辨率，首次“看清”了颗粒在液相环境中的微观运动轨迹。这一突破为在复杂生物环境中标记追踪单个蛋白提供了可能。

单磁纳米标记直接成像检测技术的突破，标志着测控技术“一带一路”联合实验室中波合作团队在磁纳米标记超分辨光学成像这一交叉前沿领域，迈出了从“群体”到“单粒子”、从“看见”到“看清”的关键一步。这项技术有望开辟一个以磁纳米试剂为核心、独立于传统荧光试剂的医学检测、超分辨成像、乃至生物力学研究全新赛道。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202502180

编辑：范千

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