技术实现了纳米级3D成像
纳米级成像对于材料科学、物理学、生物学、医学等领域的大量现代应用非常重要。目前技术的限制是,诸如分辨率、成像速度或无法以后视角观测任意形状的不透明物体。
然而,像这样的纳米级成像将是有用的,例如,用于研究海绵状电极,从而有助于提高下一代电池的容量和充电速度。 在Nanophotonics发表的一篇论文(“3D Nano-scale Imaging by Plasmonic Brownian Microscopy”)中,来自加州大学伯克利分校的Zhang Zhang教授团队展示了一种具有惊人特性的方法。 PBM技术的原理。(A)基于消逝场强度和高度之间的相关性,PBM依赖于自由扩散纳米粒子(NPs)的三维定位。将任意形状(灰色)的物体放置在随机扩散的纳米颗粒(绿色球体)的溶液中,所述纳米球体由在基底和物体之间的界面处发生的全内反射(TIR)建立的消渐逝场照射。获得了一系列粒子散射的原始图像,并且当NPs通过布朗散射来探测物体周围的体积时,它们在三维中被分别定位。在不同时间拍摄的图像记录随机分布在物体周围的不同的NPs。通过二维高斯拟合获得横向定位,通过测量散射信号的强度来估计颗粒的高度。由于消逝场随距离界面处的距离呈指数衰减,靠近界面的纳米粒子将与较强的场相互作用,并且比远处的纳米粒子看起来更亮。物体所占空间对于NPs而言是不可访问的,而占据的体积对应于对象。(B)实验设置。将由具有PMMA结构的蓝宝石盖玻片组成的样品封装在腔室中,该腔室填充有与样品匹配的50nm金纳米颗粒的低密度溶液。用激光照射腔室,使用100倍油浸物镜检测NP散射信号。 (©德古意特出版社) 张教授解释说:“我们想要克服当前纳米成像技术的局限性,并且很高兴能够找到一种方法来对复杂的三维纳米结构(甚至是复杂的内部结构,如空腔)进行成像。 将纳米颗粒浸入包裹待研究的物体的流体中。通过利用它们与光相互作用的特殊性质,每个粒子都可以作为光源,从而从各个方向探测物体,也可以在任何空腔中后悬垂。全方位分辨率达到30nm,这种新技术在纳米尺度上提供了真正的3D成像。 除了技术领域的应用之外,等离子体布朗显微镜也可用于绘制单细胞内的生物机器,特别是具有复杂内部结构的生物机器。这将有助于进一步了解生物体的基本机制,并可能产生新的医疗解决方案。 原文链接:https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=48935.php(实验帮译) 分享到:
|