单个粒子和分子的检测为分析化学、细胞成像、纳米材料和生物医学诊断开辟了新的领域。传统的单分子检测方法严重依赖于荧光技术，这需要标记目标分子。相比之下，光热显微镜已经成为一种很有前途的无标签、非侵入性成像技术。该方法测量样品周围环境的局部折射率变化，这是由样品成分吸收光引起的，从而引起周围区域的温度变化。低语通道模式(WGM)谐振器由于其超高质量(Q)因子而成为超灵敏的温度传感器。

在《光:科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，来自亚利桑那大学维扬特光学科学学院和生物医学工程系的Judith Su教授领导的一个研究小组展示了使用微环形WGM光学谐振器的无标签超灵敏光热显微镜。该技术能够检测到小至5纳米量子点的单个纳米颗粒，信噪比(SNR)超过10,000。该方法显著提高了光热灵敏度，在散热方面达到0.75 pW的检测限。这一进步允许单分子的准确检测，展示光热显微镜的能力。

苏的团队之前开发了一种称为锁频光学低语倏逝谐振器(FLOWER)的系统，该系统使用频率锁定来跟踪光学微腔的共振位移。该光热显微系统采用FLOWER来测量光热信号。系统测量了由自由空间泵浦激光器激发的共振位移。泵浦激光器，具有203.7 Hz调幅(AM)，通过电振镜扫描系统照亮微环面。由此产生的203.7 Hz谐振位移振荡由FLOWER检测到。锁相放大器用于测量谐振移位振荡的幅度。泵浦激光的二维空间扫描产生微环形体的光热图像，具有用于检测单个纳米颗粒的高光热点。

研究人员设想了光热显微镜的潜力:

“此外，未来的发展可能涉及光谱测量，通过改变泵浦激光器的波长或用不同的波长激发来实现多色成像。在未来的工作中，虽然不是许多应用所必需的，但我们也可以将该系统与特定的捕获剂(如适体或吸附聚合物)结合起来，以提供增强的特异性。光热显微镜与FLOWER的集成为实时观察目标分子的动态变化和相互作用提供了可能。我们相信，总的来说，基于FLOWER的光热显微镜代表了一个通用的无标签成像和单分子检测平台。所展示的高灵敏度和鉴别能力为纳米级成像和表征技术的进步铺平了道路。”