科学家研发新材料,可大幅提升光学显微镜的分辨率

视频介绍

2021-06-10 19:52:23

显微镜是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元--细胞。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。但你想过没有,如何才能提高光学显微镜的分辨率呢?当然是开发出更高精微的配件了。近日,来自加州大学圣地亚哥分校的电气工程师们开发了一种能大大提高普通光镜分辨率的新技术,可直接用来观察活细胞中更精细的结构和细节。在应用这项新技术之后,能够将传统的光学显微镜变成所谓的超级分辨率显微镜。 接下来就跟小编一起去看看这项技术是怎么实现的吧。首先,科学家们在这项技术上,主要使用到了一种特殊的工程材料,当它照亮样品时缩短了光的波长--这种缩小的光从本质上使显微镜能以更高的分辨率成像。这种材料将低分辨率的光转换为高分辨率的光。它非常简单,易于使用。只要把样品放在材料上,然后把整个东西放在普通的显微镜下不需要花哨的修改。而技术的核心是由一个显微镜载玻片组成,该载玻片上涂有一种叫做双曲超材料的光收缩材料。它是由纳米级的银和硅玻璃交替层组成的。当光线通过时,其波长缩短并散射,产生一系列随机的高分辨率斑点图案。当一个样品被安装在载玻片上时,它以不同的方式被这一系列的斑点光图案所照亮。这就产生了一系列的低分辨率图像,这些图像都被捕获,然后由一个重建算法拼凑起来,产生一个高分辨率的图像。研究人员用一台商用倒置显微镜测试了他们的技术。成像效果相比以往的光学显微镜有了很大的提升,它能使研究人员能够清楚地分辨出间隔为40至80纳米的微小荧光珠和量子点。目前,这项技术还在进一步的研究中,他们希望研究出更精密。分辨率更高的显微仪器。在未来,它会在医疗、科学、生物及化学等方面发挥重要作用,同时也能让我们对生物体的生命活动规律有更进一步的认识。对此,你怎么看呢?

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