中科大表面波光學(xué)顯微鏡研究獲重要進(jìn)展
【中國化工儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】表面波光學(xué)顯微鏡主要用于研究表面或界面處光與物質(zhì)的相互作用、樣品表面或界面處的行為特征。目前常用的表面波光學(xué)顯微鏡是利用金屬(通常為金或銀)薄膜負(fù)載的表面等離子體波(Surface Plasmons, SPs)作為照明光源的表面等離子體共振顯微鏡(Surface Plasmon Resonance Microscopy, SPRM)。
但SPRM存在兩個(gè)不足之處，限制了其更為廣泛的應(yīng)用：，由于SPs的傳播特性，導(dǎo)致了SPRM在SPs傳播方向的空間分辨率通常為幾個(gè)微米，遠(yuǎn)大于光波的衍射極限；第二，由于SPs需要特定的激發(fā)條件且顯微物鏡的數(shù)值孔徑有限，導(dǎo)致了SPRM對入射光的波長、偏振及襯底材料有一定要求，如入射光必須是長波，且必須是p偏振光，樣品必須放置在金屬材料上。
針對上述不足，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)光學(xué)與光學(xué)工程系微納光學(xué)與技術(shù)課題組副教授張斗國、教授王沛，與浙江大學(xué)教授劉旭、匡翠方，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員劉建國、桂華僑，中國科大高分子科學(xué)與工程系教授鄒綱，美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授J.R. Lakowicz等合作，提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于旋轉(zhuǎn)照明的表面波光學(xué)顯微成像新技術(shù)，提高了無標(biāo)記成像的分辨率，拓展了表面波光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用范疇，相關(guān)研究成果以Label-free surface-sensitive photonic microscopy with high spatial resolution using azimuthal rotation illumination 為題，發(fā)表在期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)上。
圖1a所示為在自主搭建的光學(xué)顯微鏡上加載了旋轉(zhuǎn)照明模塊。利用掃描振鏡、高速的調(diào)節(jié)光束入射角度，在保持徑向角度(θ對應(yīng)表面波的共振激發(fā)角度)不變的情況下，讓方位角在0°到360°之間高速旋轉(zhuǎn)(圖1b)，進(jìn)而在各個(gè)方向激發(fā)傳播的SPs。無需圖像處理，利用探測器采集圖像的時(shí)間平均效應(yīng)可自然地提高SPRM成像分辨率。如圖2a所示，被成像樣品是一根彎曲介質(zhì)納米線，利用常規(guī)的SPRM只能看到模糊的圖案，并有很多條紋造成的假象；而利用旋轉(zhuǎn)照明SPRM，可有效分辨出此納米線的形貌和彎曲(圖2b)。對比實(shí)驗(yàn)證明，旋轉(zhuǎn)照明有效提高了SPRM成像分辨率，解決了目前SPRM存在的個(gè)不足之處。
為了解決第二個(gè)不足之處，介質(zhì)多層膜負(fù)載的布洛赫表面波(Bloch Surface Waves, BSWs)被提出用來替代金屬薄膜的SPs，從而研制出另外一種表面波光學(xué)顯微鏡：Bloch surface wave microscopy (BSWM)。其優(yōu)勢在于：介質(zhì)薄膜(頂層材料為玻璃)穩(wěn)定性優(yōu)于金屬薄膜且易于進(jìn)行生化修飾；BSWM既可以工作于長波也可以工作于短波；BSWs的穿透深度可以調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同深度的表面成像；BSWM可以工作于p偏振和s偏振入射光，有利于偏振敏感樣品的測量與表征。基于這些優(yōu)勢，BSWM的應(yīng)用范圍更為廣泛。
該論文共同作者是光學(xué)與光學(xué)工程系研究生蒯雁和課題組畢業(yè)生陳俊學(xué)(現(xiàn)工作于西南科技大學(xué))，通訊作者為張斗國。上述研究工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金委、安徽省科技廳等的支持。相關(guān)樣品制作工藝得到了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微納研究與制造中心的儀器支持與技術(shù)支撐。
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時(shí)閱讀專業(yè)資訊
- 大慶油田有限責(zé)任公司X射線衍射儀中標(biāo)結(jié)果公告 2024-11-21 10:44:45
- 項(xiàng)目名稱：大慶油田有限責(zé)任公司 激光共聚焦顯微鏡、X射線衍射儀，項(xiàng)目編號：0720-2440zbzx0229，招標(biāo)范圍：激光共聚焦顯微鏡 數(shù)量：1臺 X射線衍射儀 數(shù)量：1臺，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：中國石油物資有限公司，招標(biāo)人：大慶油田有限責(zé)任公司，
- 1.21億 浙江大學(xué)儀器采購意向 2024-11-21 08:58:16
- 近期，浙江大學(xué)連續(xù)發(fā)布多項(xiàng)儀器設(shè)備采購意向，預(yù)算金額達(dá)12062.5萬元。
- 大口徑共聚焦顯微鏡中標(biāo)結(jié)果公告 2024-11-20 10:27:21
- 項(xiàng)目名稱：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所大口徑共聚焦顯微鏡采購項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：0701-244002130380，招標(biāo)范圍：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所大口徑共聚焦顯微鏡采購項(xiàng)目，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：中技國際招標(biāo)有限公司，招標(biāo)人：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
- 1054萬！上海海關(guān)口岸門診部采購實(shí)驗(yàn)室儀器 2024-11-15 09:56:00
- 近日，上海海關(guān)口岸門診部就“上海國際旅行衛(wèi)生保健中心（上海海關(guān)口岸門診部）實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備更新項(xiàng)目”發(fā)布公開招標(biāo)公告，預(yù)算金額共計(jì)為1054萬元。
- 荷蘭拉德堡德大學(xué)新顯微鏡技術(shù)：實(shí)時(shí)捕捉納米尺度生物活動 2024-11-13 15:19:35
- 荷蘭拉德堡德大學(xué)(Radboud University Nijmegen)近日宣布，該校科研團(tuán)隊(duì)成功研制出一款新型顯微鏡，能夠?qū)崟r(shí)捕捉納米尺度的生物活動如觀察蛋白質(zhì)復(fù)合物在行動中的“模樣”。
版權(quán)與免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
