等离子体纳米孔阵列赋能的超分辨率单个小型细胞外囊泡检测方法

生物纳米颗粒（如小型细胞外囊泡，sEVs）的精确定量，从根本上受限于数字分析中分辨率与符合重合之间的权衡。尽管物理限域能够分离单个颗粒，但传统光学读出仍受衍射极限约束，导致多颗粒占据被误计为单一事件，从而限制了分析动态范围。在此，我们报道了一种纳米等离激元平台，通过引入一种由几何结构定义的界面，独特地统一了纳米尺度区室化与近场辅助超分辨成像，从而突破了这一限制。 利用金等离激元纳米孔阵列，晶格严格的几何周期性同时充当了单囊泡限域的模板，以及产生局域表面等离激元共振近场热点阵列的确定性网格。这种位置确定性的照明模式为激发场施加了已知的几何先验，将高空间频率信息转移至可检测带宽内，从而实现了横向亚100 nm分辨率。这种双重用途的几何确定性，使得与基于随机散斑的超表面结构光照明显微方法相比，仅需显著更少的子图像即可实现对单个囊泡的高保真数字读出。 该分析方法实现了143 sEVs/L的分析检测限，与最先进的单EV计数技术性能相当。它能够基于表面生物标志物表达成功区分不同的sEV亚群，为未来临床液体活检应用建立了清晰路径。通过以几何设计取代随机装载与随机照明，本研究建立了一个用于精确囊泡探测的稳健框架，对新兴转化应用和基础生物学均具有广泛意义。

生物纳米颗粒（如小细胞外囊泡（sEVs））的准确定量，根本上受限于数字检测中的分辨率—重合度权衡。尽管物理限域可实现单颗粒分离，传统光学读出仍受衍射极限约束，导致多颗粒占据被误计为单一事件，从而限制了分析动态范围。在此，我们报道了一种纳米等离激元平台，通过引入一种几何定义界面，独特地统一了纳米尺度分隔与近场辅助超分辨成像，从而突破这一限制。利用金等离激元纳米孔阵列，晶格严格的几何周期性同时充当单囊泡限域模板和确定性网格，生成局域表面等离激元共振近场热点阵列。这种位置确定性的照明模式在激发场中施加已知的几何先验，将高空间频率信息移入可检测带宽，实现了亚100 nm的横向分辨率。该双用途几何确定性使得对单个囊泡的高保真数字读出成为可能，且所需子图像数量显著少于基于随机散斑的超表面结构光照明显微成像方法。该检测方法实现了143 sEVs/L的分析检测限，性能与最先进的单EV计数技术相当。它成功地区分了基于表面生物标志物表达的不同sEV亚群，为未来临床液体活检应用奠定了清晰路径。通过以几何设计取代随机装载和随机照明，本研究建立了一个稳健的囊泡精确检测框架，对新兴转化应用和基础生物学具有广泛意义。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.12.731868v1?rss=1

🏷️ 小型细胞外囊泡 等离激元纳米孔阵列 超分辨成像 单颗粒检测 液体活检