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金属与入射光的相互作用产生了光激发的电子集团振动，从而生成了在两种材料界面发生的可传播的表面等离子体共振(SPR)。近年来， SPR技术被广泛地应用于显微成像技术，尤其是生命分析领域。本文正是立足于这一研究背景，致力于研制基于SPR技术的显微成像技术，并将其应用于生命分析领域。主要内容如下: 1、单颗粒金核银壳纳米棒探针的制备及其在超氧自由基检测上的应用 超氧自由基(O2·-)是活性氧分子(ROS)中的一员，它对识别细胞生理过程信号，如变异、增殖和凋亡等具有重要意义。因此高灵敏和特异性地监测ROS，尤其是作为上游产物的O2·-在生物医学研究中广受关注。本章工作制备了一种粒金核银壳结构的纳米棒复合材料，该材料在暗场显微镜下具有近红外区域的单颗粒等离子共振散射光信号。在O2·-的氧化刻蚀下，该材料的散射光谱会发生明显的红移，最高可到100 nm以上。实验及模拟计算结果都表明，材料散射光谱的红移速率与O2·-的浓度相关。因此，可以通过对该材料单颗粒级别的散射光谱的实时检测来获得动态的O2·-浓度数据。 2、单颗粒金银纳米探针用于单细胞级别自噬过程的实时追踪 本工作将一种多功能化修饰的金-银核壳结构的纳米探针应用于实时监测单细胞级别的完整自噬过程。自噬是一种重要的细胞生理活动，对于了解人类病理学机理、研发新药物、自噬调控等起到了至关重要的作用。目前研究细胞自噬的主要难点在于如何实时地监测这一过程。一种可行的解决方法是基于实时检测细胞中的超氧自由基(O2·-)，O2·-是一种主要的细胞自噬调节物质。本工作中，该纳米探针可以被溶液中的O2·-氧化刻蚀，导致其等离子体共振散射光谱发生明显的红移，其散射光谱的红移速率与O2·-的浓度相关。这一结果使得该探针可以应用在对细胞自噬过程中O2·-的实时定量检测。不仅如此，在“接力探针”这一方法帮助下，成功全程追踪了两种不同类型的O2·-调节的自噬过程，并对其相关机理进行了推论。 3、基于等离子体的热显微镜技术—高灵敏时间分辨热显微成像 本章工作展示了一款基于等离子体共振技术的热显微镜技术，可以对局部温度变化进行成像，信号主要来自表面等离子体共振的变化。该方法可以检测低至6 mK的温度变化，同时也可以观察到10μs时间分辨率下的热扩散过程。不仅如此，成功地观察到了不同种类单颗粒级别纳米材料的光热信号，说明该方法在单分子检测和缺陷探测领域中拥有极大的潜力。