物理學系季敏標教授課題組與南方科技大學吳長鋒教授課題組合作🤦🏼♀️，通過在二芳基乙烯母體分子中引入炔基，設計出一類具有光敏特性的拉曼探針，實現了可控開關的受激拉曼散射（SRS）成像。相關研究成果以《基於光致變色振動探針的光開關受激拉曼散射顯微鏡》（“Switchable stimulated Raman scattering microscopy with photochromic vibrational probes”）為題在線發表於《自然·通訊》[Nat Commun 12, 3089 (2021)]。這項研究為開發具有光開關性質的振動光譜探針提供了新思路，為光開關SRS顯微成像技術的提供可行性基礎🚓，拓展了SRS的應用範圍🏹，也為進一步實現具備超多色復用的遠場超分辨拉曼顯微打下鋪墊。
SRS顯微術利用受激輻射原理將微弱的拉曼信號放大數個量級👮🏼♂️，可實現快速的振動光譜成像🧕🏽，以快速🩲、免標記和本征三維化學組分分析的優點在顯微成像領域備受青睞。但傳統SRS顯微鏡的靈敏度與特異性阻礙了其在分子、細胞生物學中的應用🦼。為此，目前已經有專門的基於炔基🧘🏽、氰基的拉曼探針被開發並用於SRS，打破了熒光顯微成像中的“多色復用壁壘”，展現了窄峰寬、無漂白⏸、信源結構小而對目標分子幹擾小等優勢📰。然而，局域化學鍵的振動具有的光穩定性卻阻礙了拉曼探針獲得熒光分子的諸多特性，如隨機發光🎷🎁、光飽和性及光開關性等，正是這些性質是熒光顯微跨向超分辨時代的關鍵環節☛。
為了突破這一難題，合作團隊提出設想：利用可逆光異構化的分子偶聯上拉曼探針，實現對異構化敏感的拉曼光譜響應🎟。他們首先想到將常用的拉曼探針——炔基引入光異構母體分子中✬。在實驗中發現分子從開環態向閉環態轉變時👷🏽♀️，炔基伸縮振動模的拉曼峰位會發生紅移🧙🏽♂️🛵，該現象通過DFT計算得到驗證。
為了展示這項新型技術的應用前景，他們將分子勻塗成PMMA薄膜⛑，通過可編程振鏡控製紫外/可見光在薄膜上隨意寫出/擦除文字等信息★。之後還在細胞甚至亞細胞層面實現了可逆的SRS光開關成像🤏🏽。
物理學系博士生敖建鵬為論文第一作者，南方科技大學博士後房曉峰為共同第一作者，季敏標教授與吳長鋒教授為通訊作者。
