中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的史国华团队近期研发了一种新型的平场复消色差介观显微物镜,该物镜在亚微米分辨率下实现了最大视场和最宽工作波段。其特点包括8mm的视场直径和0.5的数值孔径,成像波段范围从400nm到1000nm。研究团队利用此次物镜对小鼠的脑和肾切片进行了成像,成功获得了单帧高达13.5亿像素的超高通量图像。
在与一款商业化的20倍0.5NA物镜进行定量对比后发现,虽然两者的成像质量相似,但新研制的物镜的成像视场面积却是商业物镜的40倍。此外,该物镜具备单光子与双光子成像的能力,使其在大规模样本的高分辨率多波段成像应用中展现了广阔的潜力,包括脑图谱绘制、跨脑区成像,以及类器官的高分辨成像等研究领域。该项目的成果为生物医学成像技术的进步提供了新的工具和方法。
而介观显微成像(Mesoscopic Imaging)是一种探索和观察介观尺度(介观尺度通常指的是10纳米到几微米之间)物质特性和行为的显微成像技术。在这个尺度下,材料和系统的物理、化学特性往往呈现出与宏观和微观尺度截然不同的特点。
1. 分辨率:
介观显微成像技术能够达到纳米级别的空间分辨率,足以观察到细小的结构和特性。
2. 多种技术:
介观显微成像可以包括多种成像技术,如透射电子显微镜(TEM)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、聚焦离子束显微镜(FIB)等。这些技术各有优缺点,适用于不同类型的样品和研究需求。
3. 材料特性:
在介观尺度下,材料呈现出量子效应、表面效应等特征。这使得介观显微成像在材料科学、纳米技术和生物学等领域得到了广泛应用。
4. 动态过程观察:
某些介观显微成像技术可以实时观察物体的动态行为,如粒子运动、化学反应等,为研究提供了重要的动态信息。
材料科学:用于研究新型强韧材料、纳米材料的结构和性能。
半导体:在半导体制造和开发中,介观显微成像可以帮助科学家分析晶体缺陷和界面特性。
生物学:帮助生物学家观察细胞、病毒、蛋白质等在微观和介观尺度上的结构和功能。
物理学:用于研究量子效应和介观物理现象,如量子点、量子线等。
介观显微成像是一项强大的技术,能够在介观尺度上提供对材料和系统的深刻理解。在基础研究和应用开发中,它都发挥着重要的作用。随着技术的发展,未来的介观显微成像有望实现更高的分辨率和更丰富的信息获取能力。