荧光成像是了解生物大分子在细胞和体内空间分布的重要工具，并且能够提供分子动力学和相互作用等有关信息。对各种分子物种的进行检测是目前研究生物系统的一种重要策略。然而，分子选择性检测往往会受到背景荧光的阻碍，如细胞自身荧光和其他染料染色后产生分子荧光渗漏等。有鉴于此，日本国立量子科学与技术研究所Ryuji Igarashi和群马大学Osamu Hanaizumi开发了一种含氮空位中心(NVCs)的荧光纳米金刚石，并将其用于广域全光学选择性荧光生物成像。

本文要点：

（1）NVCs的荧光强度取决于其基态电子自旋的构型，而基态电子自旋的构型可以通过改变微秒激发激光脉冲的脉冲重复间隔来控制。因此，实验可以通过调节激光脉冲以改变纳米金刚石中NVCs的荧光，并同时影响与NVCs相反相位的其他光信号。

（2）研究表明，实验可以利用一系列振荡荧光图像以重建纳米金刚石的选择性图像。实验也通过对活细胞、微型动物和大鼠源海马切片中的纳米金刚石进行选择性成像以验证了对该方法的有效性，并证明该方法能够获取由纳米金刚石标记的生物分子的高对比度图像，其信号背景比标准荧光图像提高了100倍，从而能够为研究细胞和体内的分子动力学提供了一个新型的强大的工具。

Tamami Yanagi. et al. All-Optical Wide-Field Selective Imaging of Fluorescent Nanodiamonds in Cells, In Vivo and Ex Vivo. ACS Nano. 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c07740

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c07740