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增强型暗场照明:纳米级的无标记成像

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增强型暗场照明

奥林巴斯提供高质量的暗场光学元件,如UPlanFL 60X和100X油浸物镜。 这些物镜与油耦合暗场聚光镜相结合,创建的图像与标准透射光显微镜相比,具有更好的粒子检测能力和更高的信噪比(SNR)。 并且,纳米级研究成像的需求迅速扩大,因此需要更好的暗场性能。

增强型暗场照明技术的简介

为了满足这一需求,CytoViva在2005年推出了增强型暗场(EDF)照明技术—美国专利号为 7,542,203, 7,564,623 (2009)。 与标准暗场成像技术相比,该技术将信噪比性能提高了10倍。 因此,它极大地提高了对纳米级实体的检测能力。

CytoViva EDF照明使您能够快速、轻松地在一系列透明和半透明的样品环境中观察原始状态的纳米级实体—无需未使用标签或其他标记。 这项功能在下面的图1中得到了说明。 这些图像显示了暴露在装载有金纳米粒子(AuNP)的低密度脂质(LDL)中的巨噬细胞。

巨噬细胞的增强型暗场显微观察图像

图1a:巨噬细胞中LDL AuNP的增强暗场图像(60X)

巨噬细胞的增强暗场显微观察图像

图1b:红色突出显示区域的4倍数字放大

巨噬细胞的增强暗场显微观察图像

图1c:对照组细胞

增强型暗场照明为纳米级成像提供了新的可能

这种性能的改进带来了新的可能性。 它使研究人员能够对各种半透明样品基质中的纳米结构进行光学成像,并且清晰度和保真度得到改善。 其中包括:

  • 电浆粒子(金、银、铂金)小至10-20 nm
  • 金属氧化物(TiO2, Fe2O3, ZnO2)小至20–40 nm
  • 聚合物粒子小至40–60 nm
  • 脂类小至80–100 nm

此技术也可轻松地对其他纳米级结构进行成像,如单壁和多壁碳纳米管。 同样,在成像前不需要任何标记或其他特殊的样品准备。 此外,该技术很容易掌握。 即使没有显微镜使用经验,新用户也可以在不到一个小时内学会获得高质量图像的方法。

增强型暗场照明:该技术的工作原理

该性能提高是通过绕过显微镜底座的正常光路而实现的, 而利用封闭系统和光路将照明光直接指向聚光器,固定了从光源到聚光器入口狭缝光路的几何形状(图2a)。 这将最大的光子密度集中在样品上,使SNR成像性能得到提高。 此外,这种设计使聚光镜更加简单一致地聚焦到样品的理想成像平面上。

CytoViva增强型暗场照明器的光路

图2a:通过CytoViva增强型暗场照明器的光路

EDF设计也可以校准进入聚光器的光线。 从而减少杂散光和背景噪音。 这样可以优化暗场图像,获得高于市面上标准暗场聚光器信噪比的性能。 EDF照明器与奥林巴斯的各种正置直立和倒置显微镜兼容,包括:

由CytoViva开发的EDF照明器还可以与输出范围为400–2200 nm的各种光源配合使用。 包括为荧光成像的优化的光源。

正置型直立显微镜上的增强型暗场照明器

图2b:安装在奥林巴斯直立式正置型显微镜上的CytoViva增强型暗场照明器

增强型暗场照明技术可用于各种纳米相关应用—从替代能源到化妆品。 所有这些应用都有自己的独特要求。 然而,它们都有一个共同的要求,即当纳米结构被放置在各种生物和非生物基质中时,在无标记的原始状态下对其形成、功能化和位置进行光学观察。 如图所示,CytoViva增强型暗场照明器配合高质量奥林巴斯显微镜设备是这些挑战性应用成功的关键。

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CEO and Cofounder, CytoViva

Samuel M. Lawrence is the chief executive officer and cofounder of CytoViva, Inc. He led the development of the core, patented optical illumination technology that is the foundation of CytoViva’s products, as well as played a key role in the development of the patented CytoViva 3D imaging technology. He continues to lead all product development efforts and actively supports the company’s sales efforts both domestically and internationally.

2022年3月3日
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