Forschungsfortschritte in der superauflösenden optischen Bildgebung von Nanokunststoffen

CHEN Kai-jia ,  

XIE Yi-ming ,  

YAN Zhu-ying ,  

YAN Xiu-ping ,  

HAO Fang ,  

WANG Zhen-yu ,  

摘要

Nanokunststoffe sind in Umweltmedien weit verbreitet und stellen aufgrund ihrer äußerst kleinen Partikelgröße und der Fähigkeit, biologische Barrieren leicht zu durchdringen, eine ernsthafte Bedrohung für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit dar. Die hochauflösende präzise Bildgebung von Nanokunststoffen und die Analyse ihrer Interaktionen mit biologischen Schnittstellen sind entscheidend für das Verständnis ihres Umweltverhaltens und ihrer biologischen Wirkungen. Herkömmliche optische Bildgebungstechniken sind jedoch durch das optische Beugungslimit eingeschränkt und können einzelne Nanokunststoffpartikel kleiner als 1 μm meist nicht unterscheiden. Außerdem verringern komplexe Umgebungsbedingungen und biologische Hintergrundmatrizes das Signal-Rausch-Verhältnis weiter, was die hochauflösende präzise Bildgebung von Nanokunststoffen in komplexen Systemen erschwert. Superauflösende optische Bildgebungstechnologien können das Beugungslimit überwinden und nanoskalige räumliche Auflösung erreichen und sind zu einer wichtigen Technik geworden, um die Wechselwirkungen von Nanomaterialien mit Schnittstellen zu analysieren. Sie versprechen eine bedeutende Rolle bei der präzisen Nachverfolgung von Nanokunststoffen zu spielen. Vor diesem Hintergrund fasst dieser Artikel auf der Grundlage einer systematischen Sammlung und Analyse der in- und ausländischen Literatur die superauflösenden optischen Bildgebungstechnologien für Nanokunststoffe in zwei Hauptkategorien zusammen: lokalmarkierungsbasierte superauflösende Fluoreszenzmikroskopie und markierungsfreie superauflösende Bildgebung. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Fortschritte der superauflösenden optischen Bildgebung in der Nanokunststoffforschung und wagt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungstrends, um den Aufbau von Nachweissystemen für Nanokunststoffe mittels superauflösender Bildgebung zu fördern und die Umweltverschmutzungsrisikobewertung und -kontrolle zu unterstützen.

关键词

Nanokunststoffe; Umweltrisiko; hohe Auflösung; superauflösende optische Bildgebung

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