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科學(xué)家展示無標(biāo)記超分辨率顯微技術(shù) 或可被用來觀察復(fù)雜樣品的精細(xì)特征

時間:2022-04-25 16:47:41 來源: 科技日報


來自奧地利格拉茨大學(xué)的研究人員日開發(fā)了一種新的測量和成像方法,可在不需要任何染料或標(biāo)簽的情況下解析小于光衍射極限的納米結(jié)構(gòu)。這種激光掃描顯微鏡新方法彌補了傳統(tǒng)顯微鏡和超分辨率技術(shù)之間的差距,有朝一日或可被用來觀察復(fù)雜樣品的精細(xì)特征。

在國際光學(xué)出版集團(tuán)的高影響力期刊《光學(xué)》上描述的這種新方法,是對激光掃描顯微鏡的改進(jìn),它使用強聚焦激光束照射標(biāo)本。研究人員擴(kuò)展了這項技術(shù),不僅可以測量光與被研究標(biāo)本相互作用后的亮度或強度,還可以檢測光場中編碼的其他參數(shù)。

“我們的方法可幫助擴(kuò)展用于研究各種樣品中納米結(jié)構(gòu)的顯微工具箱。”研究小組組長彼得·班澤說,“與基于類似掃描方法的超分辨率技術(shù)相比,我們的方法是完全非侵入的,這意味著它不需要在成像前向標(biāo)本中注入任何熒光分子。”

研究表明,新方法可測量金納米顆粒的位置和大小,精度為幾納米,即使在多個顆粒接觸的情況下也可做到。

在激光掃描顯微鏡中,光束在樣品上掃描,并測量來自樣品的透射光、反射光或散射光。大多數(shù)顯微方法測量來自樣品的光強度或亮度,但大量信息存儲在光的其他特中,例如它的相位、偏振和散射角。為了捕捉這些額外信息,研究人員檢查了強度和偏振信息的空間分辨率。

研究人員表示,光的相位、偏振和強度,在空間上都會發(fā)生變化,這種變化方式包含了與之相互作用的樣品細(xì)節(jié),然而,如果只在相互作用后測量總體光功率,那么大部分信息都會被忽略。

研究人員研究了含有不同大小的金屬納米顆粒的簡單樣品,通過掃描感興趣的區(qū)域,然后記錄傳輸光的偏振和角度分辨圖像展示了這種新方法。他們使用一種算法對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行評估,該算法創(chuàng)建了一個粒子模型,模型可自動調(diào)整,以盡可能精確地模擬測量數(shù)據(jù)。

班澤說,盡管這些顆粒及其距離比許多顯微鏡的分辨率極限要小得多,但新方法能夠解決這一問題。更重要的是,該算法能夠提供有關(guān)標(biāo)本的其他參數(shù),如顆粒的精確大小和位置。(實習(xí)記者張佳欣)


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