暗场散射成像技术，作为一种高对比度和非扫描的光学成像技术，被广泛的应用于分析传感、生物过程示踪以及反应监控等领域。单纳米颗粒等离子体探针，具有传统散射探针无法比拟的优势，如稳定且强的光学信号，精准的局域信息以及易于调控的性质，使得散射成像在纳米尺度的动态反应监控和空间分辨方面具有广阔的应用前景。等离子体耦合引起的散射增强和光谱移动也被广泛应用于纳米标尺的开发和生物医学分析检测。然而，目前利用暗场散射成像来监控和研究反应过程的报道为数不多，对于刺激响应型的可控反应的监控更是鲜有报道，可能是由于缺乏适当的研究模型以及成像信号和动态反应难以建立有效的衔接。目前，暗场成像技术自身仍存在一定的局限性，包括可见度在一定程度上受限于较低的光源利用率，以及衍射极限的束缚使得的空间分辨受限。　　本论文围绕上述的研究难点和问题，借鉴前人的工作基础，在散射成像监控动态反应过程以及成像性能改进方面开展了如下具体的工作:　　1.暗场散射成像对配合物纳米药物载体的酸敏感性的研究。　　利用有机配体1，1-（1，4-丁基）二咪唑和亚铁离子制备了配位聚合物微球，同时实现了对抗癌药物盐酸阿霉素的高效原位包覆。通过反应溶剂的调控，可以获得最优的高达98％的药物负载率和近40％的药物负载效率。此纳米药物载体由于其自身具有的pH敏感性，以及经表面硅烷化后进行的癌细胞靶向剂叶酸的修饰，被用于抗癌药物的靶向传输和pH敏感的缓释和控释。荧光成像结果表明此载体具有靶向作用，SEM对各时间点的微球形貌研究结果可以证明其酸敏感性，却无法对单颗粒水平进行连续实时监控，而暗场散射成像则实现了对酸敏感的微球载体降解过程的单颗粒水平的实时原位监控，直观地考察了药物载体的酸敏感性。　　2.单颗粒散射成像对光致化学键断裂反应的实时监控。　　将球形和棒状两种形体的银纳米颗粒作为暗场成像下的检测探针，实现了对共价连接的银-二硫代氨基甲酸(Ag-DTC)化学键的光敏感性的实时监控。通过观察Ag-DTC断裂后所伴随产生的硫氢根介导形成的Ag@Ag2S核壳结构带来的散射信号红移，发现此化学键的断裂可以有效地被光驱动，同时对另外几个重要的影响因素，比如pH，溶剂极性以及还原剂等，也进行了全面的考察。借助软件进行成像数据分析，可以精确地发现球形AgNPs探针的散射强度在反应监控过程中，存在一个先升高后降低的过程，单颗粒散射光谱也证实了这一现象。对于光的驱动机制解释为光生热电子克服Ag-DTC断键的能垒，同时结合银的较高的氧化还原活性，从而表现出Au-DTC所不具有的光敏感性。　　3.基于表面等离激元“光浓缩”效应和光路改装提升成像可见度的研究。　　目前，暗场成像主要采用斜射照明，通过入射光与样品的散射光的空间分离获得优异的成像对比度。如此一来，光源的利用效率比较低，从而使得弱散射信号的可见度受损，同时对光源的功率要求较高。等离子体纳米颗粒具有大于物理截面的散射截面，从而可以将光集中到颗粒附近区域，从而散射出很强的光。在干式暗场聚光镜U-DCD的光轴上添加一组滤光片和中性密度衰减片，将暗场成像中部分未利用的光源转化为颜色和强度可调的单色入射光，用于增强具LSPR波长位于该颜色波段范围内的等离子体颗粒的成像可见度，包括52 nm的AgNPs和长75.4 nm和直径38.5 nm的AuNRs，获得了强于引入的背景光的散射增强，同时保留了较好的成像对比度。使用软件的分析结果与成像效果相符。　　4.改进的成像方法用于小粒径颗粒和细胞中颗粒的散射成像。　　很多情况下，研究对象的尺寸和空间位阻的问题使得纳米探针的选择仅仅限于小粒径的探针。等离子体纳米颗粒的散射能力与半径的6次方成正比，因此小粒径的等离子体颗粒的散射强度较弱，这成为制约小粒径探针广泛使用的一个因素。借助上一章设计的增强散射成像可见度的设计，姜黄素包被的20nm的球形AgNPs以及长62.6 nm，直径27.9 nm的AuNPs成像可见度得到了明显的提升，从成像和RGB线分布数据都可以得出以上结果。复杂样品的散射成像容易受到背景的干扰，从而大幅度降低探针的可见度。同样借助上述的方法，实现了对喉癌上皮细胞中的分散的30 nm蓝色银纳米颗粒和红色聚集体的高可见度成像。　　5.双色等离子体光学探针对暗场成像分辨影响的研究。　　基于等离子体纳米颗粒耦合的纳米标尺的方法自从被建立以来就在距离相关的生化分析得到广泛应用。受限于光学成像分辨率，近距离的等离子体探针成像时容易出现光斑的归并，从而难以从光学成像上对单体纳米探针的位置进行精准的确定。对具有不同等离子体散射波段的两个纳米探针进行SEM和暗场散射成像的共定位分析，可以发现，近距离耦合的蓝色AgNP与红色AgNR在暗场成像光斑中同时保留了红色和蓝色，这与相同形体的纳米颗粒散射成像结果是截然不同的。借助这种可以保留各自光学信息的双色等离子体纳米探针可以用于光学上成像单体的更佳的分辨。借助窄光源的暗场成像和单色成像重构方法可以在一定程度上进一步提升红蓝颗粒的分辨能力。　　总之，本论文借助暗场散射成像技术实现了对纳米尺度的反应实时监控以及相关性质的考察和确定。另外通过改进的散射成像方法实现了对散射成像可见度的明显提升，同时设计了通过散射成像上分辨双颗粒中单体颗粒位置信息的研究模型，将有利于从等离子体纳米探针的散射成像获取更多的信息。