Nanosfera de silicio resonante Mie decorada con fluoróforo para imágenes duales de dispersión/fluorescencia

Las nanopartículas inorgánicas con múltiples funciones han estado atrayendo atención como nanoprobes multimodales en bioimágenes, detección de biomoléculas y diagnóstico y tratamiento médico. Una desventaja de los nanoprobes basados en nanopartículas metálicas convencionales son las pérdidas óhmicas que conducen a la disminución de la fluorescencia de las moléculas unidas y al calentamiento local bajo irradiación de luz. Aquí, se desarrollan nanoprobes libres de metal capaces de imágenes duales de dispersión/fluorescencia. Los nanoprobes están compuestos por un núcleo de nanosfera de silicio que tiene una dispersión Mie eficiente en el rango visible a infrarrojo cercano y una capa de sílice dopada con fluoróforos. Las imágenes/espectros de dispersión en campo oscuro y fotoluminiscencia para los nanoprobes hechos de diferentes tamaños de nanospheres de silicio y diferentes tipos de fluoróforos se estudian a través de espectroscopía de partículas individuales. Los espectros de fluorescencia se modifican fuertemente por los modos Mie de un núcleo de nanosfera de silicio. Al comparar los espectros de dispersión y fluorescencia y los factores de Purcell calculados, se discute cuantitativamente el factor de mejora de la fluorescencia. Los estudios de imágenes de dispersión/fluorescencia in vitro en células cancerosas humanas demuestran que las nanopartículas desarrolladas funcionan como nanoprobes de imágenes duales de dispersión/fluorescencia.