中國(guó)科大研制出新元件！

太少或太多

中國(guó)科大獲悉,，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張斗國(guó)教授研究組研制出一種基于光學(xué)薄膜的平面型顯微成像元件,，用作被測(cè)樣本的載波片，可在常規(guī)的明場(chǎng)光學(xué)顯微鏡上實(shí)現(xiàn)暗場(chǎng)顯微成像和全內(nèi)反射成像,，獲取高對(duì)比度的光學(xué)顯微圖像,。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。

光學(xué)顯微鏡是利用光學(xué)原理,，把人眼不能分辨的微小物體放大成像,。常規(guī)的光學(xué)顯微鏡是明場(chǎng)顯微鏡，它利用光線照明,，樣本中各點(diǎn)依其光吸收的不同在明亮的背景中成像,。但對(duì)于一些未經(jīng)染色處理的生物標(biāo)本或者其他透明樣本，由于對(duì)光線的吸收很少,，因而對(duì)比度差,，難以觀測(cè)。暗場(chǎng)顯微鏡,、全內(nèi)反射顯微鏡的問(wèn)世,，則解決了這一難題。暗場(chǎng)顯微鏡只允許被測(cè)樣本反射和衍射的光線進(jìn)入物鏡,，照明光線不直接進(jìn)入成像物鏡。有樣本時(shí),，樣本的衍射光與散射光等在暗的背景中明亮可見(jiàn),，成像對(duì)比度遠(yuǎn)高于明場(chǎng)光學(xué)顯微鏡。全內(nèi)反射顯微鏡是利用光線全反射后在介質(zhì)另一面產(chǎn)生表面波來(lái)照明樣本,，有樣本時(shí),，表面波會(huì)被散射或衍射到遠(yuǎn)場(chǎng),，從而在暗背景下形成物體的明亮像，并可提高成像對(duì)比度,。

傳統(tǒng)暗場(chǎng)照明（a）與全內(nèi)反射照明（b）光學(xué)顯微鏡,，基于光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)的顯微成像照明元件（c）

但暗場(chǎng)顯微鏡、全內(nèi)反射顯微鏡需要復(fù)雜的光學(xué)元件,，這些元件體積較大,，不易集成，操作復(fù)雜,，成像效果嚴(yán)格依賴于光路的精確調(diào)節(jié),。

基于光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)的全內(nèi)反射照明與暗場(chǎng)照明顯微成像

該研究組通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)，研制出一種基于光學(xué)薄膜的平面型顯微成像元件,，該元件在常規(guī)明場(chǎng)顯微鏡上,，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)暗場(chǎng)顯微成像和全內(nèi)反射成像。相對(duì)于明場(chǎng)光學(xué)顯微鏡像,，其成像對(duì)比度有大幅度提升,。

利用光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)激發(fā)表面等離激元實(shí)現(xiàn)新型表面波光學(xué)顯微鏡

這一元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低,，操作便利,，易于集成，不僅適用于空氣中的樣本,，也適用于液體環(huán)境中生物活細(xì)胞的成像,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)需改變現(xiàn)有顯微鏡的主體光路架構(gòu),，通過(guò)設(shè)計(jì),、制作合適的顯微鏡載玻片，就可以有效提升其成像對(duì)比度,，拓展其成像功能,。

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