物理科技生物学-PHYICA

芯片实验室:开发微型精工超分辨率光学显微镜

物理学 2021-12-03 23:59:14

作者:CORDIS 信用:CC0公共领域 想象一下缩小一个显微镜,把它和一个芯片集成在一起,用它来实时观察活细胞内部

如果这种微型显微镜也能像今天的智能手机摄像头一样,被集成到电子设备中,那该有多好?如果医生能够在偏远地区使用这种工具进行诊断,而不需要大型、重型和敏感的分析设备,会怎么样?EU-资助的芯片范围项目在实现这些目标方面取得了重大进展

参与EU-资助的芯片镜项目的研究人员现在正在开发一种增强光学显微镜的新策略

项目网站上的一条新闻说:“在传统的光学显微镜中,被分析的样品区域同时被照亮,用区域选择检测器收集从每个点散射的光,例如

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人眼或照相机的传感器

取而代之,在芯片镜的想法中,使用了具有微小的、可单独寻址的元件的结构光源

" 同样的新闻报道指出“标本位于这个光源的顶部,非常接近

每当单个发射器被激活时,光的传播取决于样本的空间结构,这与宏观世界中的阴影成像非常相似

当“通过样品区域传输的总光量被检测器检测到,一次激活一个光元件,从而扫描整个样品空间”时,产生图像

如果光元件具有纳米范围的尺寸,并且样品与它们紧密接触,则光学近场是相关的,并且超分辨率成像可以通过基于芯片的设置来实现

" 创新技术 芯片镜项目汇集了几个领域的专业知识,完成了光学超分辨率的替代方法

“结构光源是由德国布伦瑞克技术大学开发的微型发光二极管实现的,”新闻补充道

它强调,目前“没有可单独寻址像素的亚微米区域的结构化发光二极管阵列是商业上可获得的

在芯片范围项目的框架内,这项任务属于布伦瑞克工会的责任

" 这个概念还涉及到另一个组成部分:“单光子雪崩探测器”,它可以探测低至单光子的非常低的光强度

新闻报道称:“第一次将这些探测器集成到芯片显微镜原型中的测试已经进行,并显示出有希望的结果。”

它补充道:“此外,一种将样本带到结构光源附近的方法对于显微镜的正常操作至关重要。”

实现这一点的现有技术利用微流体通道,其中通道的精细系统被构造成聚合物基质

使用高精度泵,微量液体被驱动通过该系统,并将样本运送到目标位置

显微镜组件的这一部分由奥地利理工学院提供

" 芯片镜(在芯片上用超分辨率照明克服衍射极限)项目将于2020年12月结束

项目合作伙伴已经开发出了这种显微镜的原型,并希望在项目结束时推出更强大、分辨率更高的版本

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