Сарфус - Sarfus

3D Sarfus изображение ДНК биочипа .

Sarfus - это метод оптической количественной визуализации, основанный на ассоциации:

  • вертикальный или инвертированный оптический микроскоп в конфигурации со скрещенной поляризацией и
  • специальные опорные пластины, называемые прибоями, на которые наносится исследуемый образец.

Визуализация Sarfus основана на идеальном управлении свойствами отражения поляризованного света на поверхности, что приводит к увеличению осевой чувствительности оптического микроскопа примерно в 100 раз без снижения его поперечного разрешения. Таким образом, этот новый метод увеличивает чувствительность стандартного оптического микроскопа до такой степени, что становится возможным непосредственно визуализировать тонкие пленки (до 0,3 микрометра) и изолированные нанообъекты в реальном времени, будь то в воздухе или в воде.

Принципы

Наблюдение с помощью стандартного оптического микроскопа между кросс-поляризаторами слоев Ленгмюра-Блоджетт (толщина бислоя: 5,4 нм) на кремниевой пластине и на поверхности
Поляризация света после отражения от прибоя (0) и наноразмерного образца на поверхности волны (1).

Недавнее исследование когерентности поляризованного света привело к разработке новых носителей - прибоев - обладающих свойствами усиления контраста для стандартной оптической микроскопии в режиме кросс-поляризаторов. Изготовленные из оптических слоев на непрозрачной или прозрачной подложке, эти опоры не изменяют поляризацию света после отражения, даже если числовая апертура падающего источника важна. Это свойство изменяется, когда образец присутствует на серфинге, затем обнаруживается ненулевой световой компонент после того, как анализатор делает образец видимым.

Характеристики этих опор оцениваются по измерению контраста (C) образца, определяемого следующим образом: C = (I 1 -I 0 ) / (I 0 + I 1 ), где I 0 и I 1 представляют собой интенсивности, отраженные голый прибой и анализируемый образец на серфе соответственно. При толщине пленки в один нанометр контрастность поверхности в 200 раз выше, чем на кремниевой пластине.

Такое увеличение контрастности позволяет визуализировать с помощью стандартного оптического микроскопа пленки толщиной до 0,3 нм, а также нанообъекты (диаметром до 2 нм), без какой-либо маркировки образцов (ни флуоресценции, ни радиоактивного маркера). . Далее приводится иллюстрация увеличения контраста с наблюдением в оптической микроскопии кросс-поляризаторов структуры Ленгмюра-Блоджетт на кремниевой пластине и на поверхности.

Помимо визуализации, последние разработки позволили получить доступ к измерению толщины анализируемого образца. Колориметрическое соответствие осуществляется между калибровочным стандартом, состоящим из наностадий, и анализируемым образцом. Действительно, из-за оптической интерференции существует корреляция между параметрами RGB (красный, зеленый, синий) образца и его оптической толщиной. Это приводит к 3D-представлению анализируемых образцов, измерению сечений профиля, шероховатости и другим топологическим измерениям.

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка проста: исследуемый образец наносится обычными методами нанесения, такими как нанесение покрытия погружением, центрифугирование, нанесение пипетки, испарение… на прибой вместо традиционного предметного стекла микроскопа. Затем подставку помещают на предметный столик микроскопа.

Синергия с существующим оборудованием

Метод сарфуса может быть интегрирован в существующее аналитическое оборудование ( атомно-силовой микроскоп (АСМ), рамановская спектроскопия и т. Д.), Чтобы добавить новые функции, такие как оптическое изображение, измерение толщины, кинетическое исследование, а также для предварительной локализации образца для экономии времени и расходные материалы (насадки для АСМ и т. д.).

Приложения

Сарфусные изображения наноструктур: 1. Микроструктура сополимерной пленки (73 нм), 2. Жгуты углеродных нанотрубок, 3. Липидные везикулы в водных растворах, 4. Нанопаттернинг золотых точек (50 нм 3 ).

Естественные науки

Тонкие пленки и обработка поверхности

Наноматериалы

Преимущества

Оптическая микроскопия имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными методами нанохарактеризации. Он прост в использовании и непосредственно визуализирует образец. Анализ в реальном времени позволяет проводить кинетические исследования (кристаллизация в реальном времени, осушение и т. Д.). Широкий выбор увеличения (от 2,5 до 100x) обеспечивает поля зрения от нескольких мм 2 до нескольких десятков мкм 2 . Наблюдения можно проводить в контролируемой атмосфере и температуре.

Рекомендации

внешние ссылки