近日，南京大學化學化工學院陳洪淵院士團隊在基于等離子體激光體系的發(fā)光探針方面取得重要進展，相關(guān)成果以“Three-level spaser for next-generation luminescent nanoprobe”為題于2018年8月17日在Science Advances上發(fā)表（Science Advances17 Aug 2018, Vol. 4, no. 8, eaat0292; DOI: 10.1126/sciadv.aat0292）�；瘜W化工學院博士研究生宋沛與王建花為論文共同第一作者，陳洪淵院士、徐靜娟教授和康斌副教授為論文共同通訊作者。 Y}R}-+bD/  
;GHvPQc_  
現(xiàn)代生命科學和醫(yī)學的高度發(fā)達，很大程度上依賴于發(fā)光探針的先進性及其發(fā)展。過去的幾十年，人類創(chuàng)造出一系列的發(fā)光物質(zhì)，并得以在基礎(chǔ)研究、醫(yī)學診斷及化學工業(yè)等多個層面廣泛應(yīng)用。這些發(fā)光探針包括：有機熒光染料、半導體量子點、熒光蛋白、上轉(zhuǎn)換熒光材料、生物發(fā)光分子等等。使用不同顏色的發(fā)光探針，可觀測生物體系中多種生物分子的協(xié)同行為，或同時分析多種特征的疾病標志物。上述發(fā)光探針的發(fā)光行為都是基于自發(fā)輻射，具有較寬的發(fā)射光譜分布。這種寬譜的發(fā)光特征，從物性限制了同時標記和檢測的發(fā)光探針的種類不過4-5種。如能從物性根源上改變發(fā)光探針的發(fā)光行為，使其發(fā)光呈現(xiàn)出類似激光的單色性，有望大大拓展生命分析的容許通道數(shù)。然而，之前報道的二能級等離子激光體系離實際生物應(yīng)用還有較大的距離。要在納米尺度內(nèi)實現(xiàn)光的受激輻射放大，必須對增益介質(zhì)和諧振腔內(nèi)的電子躍遷和能量轉(zhuǎn)移實施精準的設(shè)計和調(diào)控，以降低激射閾值、延長激射時間，滿足實際生物應(yīng)用的要求。在激光基礎(chǔ)理論的啟發(fā)下，該研究團隊通過設(shè)計增益介質(zhì)的電子能級，利用電子的三重激發(fā)態(tài)躍遷，第一次在實驗上構(gòu)建了三能級的等離子體激光探針。 受益于三重激發(fā)態(tài)的長壽命以及自旋禁阻的量子規(guī)則，實現(xiàn)了~3 nm的激射線寬、~102 μs的發(fā)光壽命以及低至1 mJ cm−2的激射閾值（較之前降低了2個數(shù)量級），已能與常規(guī)生物檢測儀器（如共聚焦顯微鏡、流式細胞儀）相兼容。該探針設(shè)計理念的建立，為下一代新型發(fā)光探針的設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用具有重要指導意義。 2(YPz|~W  
vR7HF*8