我国学者在无标记远场超分辨领域取得突破

2017-03-21 16:21:26宝码网整理

我国学者在无标记远场超分辨领域取得突破

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图1.基于一维纳米发光材料的新型纳米成像技术原理及效果。(a)系统结构图;(b, c) “ZJU”嵌套结构的SEM 图和纳米显微成像图。

超越“衍射极限”,实现具有亚百纳米分辨率的显微成像已成为人类探索微观世界不可或缺的技术手段,是国际研究热点。2014年的诺贝尔奖得主发明了基于荧光标记的STED、STORM、和PALM,使人类的光学显微进入了超分辨时代。然而目前的超分辨技术面临着需要借助荧光标记、视场狭窄、样品选择性强、应用对象极为受限等瓶颈。普适性强、可快速成像的无标记的宽场远场超分辨显微方法成为显微领域亟待突破的关键。

近来,浙江大学杨青、刘旭团队开创性地将发光纳米线作为局域光源,巧妙地利用其小尺寸、大表体比、强光局域能力和强倏逝场等特点,首次实现了大视场、远场、无标记超分辨显微成像,其视场目前达数千平方微米,比以往报道的无标记型远场超分辨显微方法扩展了1个数量级以上,且方便快捷,可设计成紧凑式照明模块使普通显微镜方便地具备超分辨能力。这种方法被称为纳米线环形照明显微术(Nanowire Ring Illumination Microscopy-NWRIM),被国际物理学顶级学术期刊《物理评论快报》发表 (Physical Review Letters 118, 076101 (2017) )。

该方法的机理是:通过微纳操控将高荧光效率的半导体纳米线围成环形,并与二维薄膜波导复合,当纳米线环被激发时,荧光会高效耦合进入二维薄膜波导,使其表面形成高波矢、全方向的倏逝场。该倏逝场被置于波导表面的样品调制和散射,使本来只存在于近场的高频空间信息会由于移频机制加载到散射光中被远场接收探测,从而实现宽场远场纳米显微成像。NWRIM在集成芯片、蓝光DVD,3T3 l1癌细胞,二维刻蚀图案等多类亚波长样品上均实现了超分辨观察,展示了其普适性强、方便使用的优点。此项研究不仅在生物医学、集成芯片、材料不等重要领域具有广阔的应用前景,同时也为推进微纳光源的实际应用打开了一扇新的大门。(来源:科学网)

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