【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】來自加州大學(xué)圣地亞哥分校的電氣工程師們開發(fā)了一種能大大提高普通光鏡分辨率的新技術(shù)，從而可以直接用來觀察活細(xì)胞中更精細(xì)的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。在應(yīng)用這項新技術(shù)之后，能夠?qū)鹘y(tǒng)的光學(xué)顯微鏡變成所謂的超級分辨率顯微鏡。這項技術(shù)主要使用到了一種特殊的工程材料，當(dāng)它照亮樣品時縮短了光的波長--這種縮小的光從本質(zhì)上使顯微鏡能以更高的分辨率成像。
加州大學(xué)圣地亞哥分校電氣和計算機工程系教授劉兆偉(Zhaowei Liu，音譯)表示：“這種材料將低分辨率的光轉(zhuǎn)換為高分辨率的光。它非常簡單，易于使用。只要把樣品放在材料上，然后把整個東西放在普通的顯微鏡下--不需要花哨的修改”。
這項新技術(shù)發(fā)表在《Nature Communications》上，克服了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的一個局限性--低分辨率。光鏡對活細(xì)胞成像很有用，但它們不能用來看更小的東西。傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡的分辨率限制為200納米，這意味著任何比這一距離更近的物體都不會被觀察到。雖然有更強大的工具，如電子顯微鏡，它的分辨率可以看到亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但它們不能用來給活細(xì)胞成像，因為樣品需要放在真空室里。
劉教授表示：“主要的挑戰(zhàn)是找到一種具有非常高的分辨率，并且對活細(xì)胞也是安全的技術(shù)”。劉的團(tuán)隊開發(fā)的技術(shù)結(jié)合了這兩個特點。有了它，傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡可以用來對活體亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，分辨率可達(dá)40納米。
該技術(shù)由一個顯微鏡載玻片組成，該載玻片上涂有一種叫做雙曲超材料的光收縮材料。它是由納米級的銀和硅玻璃交替層組成的。當(dāng)光線通過時，其波長縮短并散射，產(chǎn)生一系列隨機的高分辨率斑點圖案。
當(dāng)一個樣品被安裝在載玻片上時，它以不同的方式被這一系列的斑點光圖案所照亮。這就產(chǎn)生了一系列的低分辨率圖像，這些圖像都被捕獲，然后由一個重建算法拼湊起來，產(chǎn)生一個高分辨率的圖像。
研究人員用一臺商用倒置顯微鏡測試了他們的技術(shù)。他們能夠?qū)晒鈽?biāo)記的Cos-7細(xì)胞中的精細(xì)特征(如肌動蛋白絲)進(jìn)行成像--這些特征僅使用顯微鏡本身是無法清楚辨別的。該技術(shù)還使研究人員能夠清楚地分辨出間隔為40至80納米的微小熒光珠和量子點。
(原標(biāo)題：科學(xué)家研發(fā)新材料 能大幅提升光學(xué)顯微鏡的分辨率)
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