無(wú)標(biāo)記超分辨率顯微技術(shù)精確顆粒大小與位置
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】激光掃描顯微鏡用激光作掃描光源，逐點(diǎn)、逐行、逐面快速掃描成像，掃描的激光與熒光收集共用一個(gè)物鏡，物鏡掃描激光的聚焦點(diǎn)，也是瞬時(shí)成像的物點(diǎn)。由于激光束的波長(zhǎng)較短，光束很細(xì)，所以激光掃描顯微鏡有較高的分辨力，大約是普通光學(xué)顯微鏡的3倍。
在激光掃描顯微鏡中，光束在樣品上掃描，并測(cè)量來(lái)自樣品的透射光、反射光或散射光。大多數(shù)顯微方法測(cè)量來(lái)自樣品的光強(qiáng)度或亮度，但大量信息存儲(chǔ)在光的其他特性中，例如它的相位、偏振和散射角。
來(lái)自?shī)W地利格拉茨大學(xué)的研究人員近日開(kāi)發(fā)了一種新的測(cè)量和成像方法，該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)。研究人員對(duì)激光掃描顯微鏡進(jìn)行改進(jìn)，它使用強(qiáng)聚焦激光束照射標(biāo)本。研究人員拓展了這項(xiàng)技術(shù)，使得激光掃描顯微鏡不僅可以測(cè)量光與被研究標(biāo)本相互作用后的亮度或強(qiáng)度，還可以檢測(cè)光場(chǎng)中編碼的其他參數(shù)。
光的相位、偏振和強(qiáng)度，在空間上都會(huì)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(cè)量總體光功率，那么大部分信息都會(huì)被忽略。為了捕捉這些額外信息，研究人員檢查了強(qiáng)度和偏振信息的空間分辨率。
研究人員通過(guò)掃描含有不同大小的金屬納米顆粒的簡(jiǎn)單樣品中所感興趣的區(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(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，該算法創(chuàng)建了一個(gè)粒子模型，模型可自動(dòng)調(diào)整，以盡可能精確地模擬測(cè)量數(shù)據(jù)。
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(wèn)題。這種方法能夠幫助擴(kuò)展用于研究各種樣品中納米結(jié)構(gòu)的顯微工具箱，與基于類似掃描方法的超分辨率技術(shù)相比，這種完全非侵入性的方法，意味著不需要在成像前向標(biāo)本中注入任何熒光分子。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。這種激光掃描顯微鏡新方法彌補(bǔ)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(lái)觀察復(fù)雜樣品的精細(xì)特征。
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