非线性光学成像技术，因其大的光学穿透性、高的三维空间分辨率以及较小的光损伤，使其在植物细胞成像领域具有巨大的应用潜力。然而，对于具有很弱或不具有非线性光学响应的目标植物细胞分析，通常需要借助从外部引入纳米探针，然而这显著增加了制样难度以及分析复杂性。

鉴于此，大连理工大学李大卫课题组提出了一种等离子体纳米探针辅助多模态非线性光学显微镜技术，利用该技术实现了对马铃薯等植物细胞的同步三维结构标记和成像。实验结果表明，当加入贵金属银或金离子时，通过二次谐波和双光子发光结合，可以实现完整的细胞结构非线性光学成像。相反，在没有贵金属离子溶液中，没有得到来自细胞壁的非线性光学信号。这一机制可归因于具有强非线性光学响应的贵金属纳米探针，通过飞秒激光扫描得以沿细胞内外壁上形成。在二次谐波/双光子发光成像过程中，穿过细胞壁的贵金属离子被飞秒激光迅速(秒级)还原为等离子体纳米粒子，并选择性地锚定在细胞壁两侧，从而实现马铃薯细胞同步3D结构标记和成像。与传统的体外纳米探针制备和细胞标记技术相比，我们的方法可以一步完成植物细胞的结构标记，从而为细胞结构的构建和成像提供了一种快速、经济的方法。

相关成果以“Simultaneous 3D Construction and Imaging of Plant Cells Using Plasmonic Nanoprobe-Assisted Multimodal Nonlinear Optical Microscopy”为题，发表在《Nanomaterials》期刊（IF: 5.3, JCR: Q1）上。 

文章链接：

https://www.mdpi.com/2079-4991/13/19/2626

(李大卫 撰稿)