感謝11月26日從華夏科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校張斗國(guó)教授研究組研制出一種基于光學(xué)薄膜得平面型顯微成像元件，用作被測(cè)樣本得載波片，可在常規(guī)得明場(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)比度得光學(xué)顯微圖像。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。

基于光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)得全內(nèi)反射照明與暗場(chǎng)照明顯微成像。（華夏科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖）

光學(xué)顯微鏡是利用光學(xué)原理，把人眼不能分辨得微小物體放大成像。常規(guī)得光學(xué)顯微鏡是明場(chǎng)顯微鏡，它利用光線照明，樣本中各點(diǎn)依其光吸收得不同在明亮得背景中成像。但對(duì)于一些未經(jīng)染色處理得生物標(biāo)本或者其他透明樣本，由于對(duì)光線得吸收很少，因而對(duì)比度差，而難以觀測(cè)。暗場(chǎng)顯微鏡、全內(nèi)反射顯微鏡得問(wèn)世，則解決了這一難題。暗場(chǎng)顯微鏡只允許被測(cè)樣本反射和衍射得光線進(jìn)入物鏡，照明光線不直接進(jìn)入成像物鏡。有樣本時(shí)，樣本得衍射光與散射光等在暗得背景中明亮可見(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得明亮像，并可提高成像對(duì)比度。

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。（華夏科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖）

但暗場(chǎng)顯微鏡、全內(nèi)反射顯微鏡需要復(fù)雜得光學(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)格依賴于光路得精確調(diào)節(jié)。該研究組通過(guò)巧妙得設(shè)計(jì)，研制出一種基于光學(xué)薄膜得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。

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

感謝：陳婉婉

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