Сарфус - Sarfus

Трехмерное изображение Сарфуса ДНК биочип.

Сарфус представляет собой метод оптической количественной визуализации, основанный на сочетании:

  • вертикальный или перевернутый 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 оптический микроскоп примерно в 100 раз без снижения разрешения по горизонтали. Таким образом, этот новый метод увеличивает чувствительность стандартных оптический микроскоп до такой степени, что становится возможным непосредственно визуализировать тонкие пленки (до 0,3 микрометра) и изолированные нанообъекты в режиме реального времени, будь то в воздухе или в воде.

Принципы

Наблюдение с помощью стандартного оптического микроскопа между кросс-поляризаторами Ленгмюр-Блоджетт слоев (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.[1] Эти опоры, изготовленные из оптических слоев на непрозрачной или прозрачной подложке, 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 контрастности (C) образца, определяемой следующим образом: C = (I1-Я0)/(Я0+ Я1) где я0 и я1 представляют интенсивности, отраженные от чистого прибоя и анализируемого образца от прибоя, 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 радиоактивных маркеров). . Ниже приводится иллюстрация увеличения контраста при наблюдении в оптической микроскопии между кросс-поляризаторами Ленгмюр-Блоджетт структура на кремниевой пластине и на прибое.

Помимо визуализации, последние разработки позволили получить доступ к измерению толщины анализируемого образца. Колориметрическое соответствие осуществляется между калибровочным эталоном, 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

Методика сарфуса может быть интегрирована в существующее аналитическое оборудование (атомно-силовой микроскоп (АСМ), Рамановская спектроскопия и т. д.) для добавления новых функций, таких как оптическое изображение, измерение толщины, кинетическое исследование, а также для предварительной локализации образца для экономии времени и расходных материалов (наконечники АСМ и т. д.).

Приложения

Сарфус-изображения наноструктур: 1. Микроструктура сополимерной пленки (73 нм), 2. Жгуты углеродных нанотрубок, 3. Липидные везикулы в водных растворах, 4. Нанопаттернинг золотых точек (50 нм3).

Науки о жизни

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) позволяет получить поля зрения от нескольких мм2 до нескольких десятков мкм2. Наблюдения можно проводить в контролируемой атмосфере и температуре.

Рекомендации

  1. ^ Ausserré D; Валигнат МП (2006). «Широкопольное оптическое отображение поверхностных наноструктур». Нано буквы. 6 (7): 1384–1388. Bibcode:2006NanoL ... 6.1384A. Дои:10.1021 / nl060353h. PMID  16834416.
  2. ^ В. Супле, Р. Десмет, О. Мельник (2007). «Визуализация белковых слоев с помощью оптического микроскопа для характеристики пептидных микрочипов». J. Pept. Наука. 13 (7): 451–457. Дои:10.1002 / psc.866. PMID  17559066.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ О. Карион, В. Супле, К. Оливье, К. Майле, Н. Медар, О. Эль-Махди, Ж. О. Дюран, О. Мельник (2007). «Химический микропроцессор поликарбоната для сайт-специфической иммобилизации пептидов и биомолекулярных взаимодействий». ChemBioChem. 8 (3): 315–322. Дои:10.1002 / cbic.200600504. PMID  17226879.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  4. ^ Дж. Моно, М. Петит, С. М. Лейн, И. Гуисль, Ж. Леже, К. Телье, Д. Р. Талхэм, Б. Бужоли (2008). «К микрочипам на основе фосфоната циркония для исследования взаимодействий ДНК-белок: критическое влияние на расположение групп крепления зонда». Варенье. Chem. Soc. 130 (19): 6243–6251. Дои:10.1021 / ja711427q. PMID  18407629.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ С.Юнус, К. де Кромбруге де Луоринг, К. Полунис, А. Делькорте (2007). «Диффузия олигомеров из полидиметилсилоксановых штампов в микроконтактной печати: анализ поверхности и возможное применение». Серфинг. Интерф. Анальный. 39 (12–13): 922–925. Дои:10.1002 / sia.2623.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ С.Бургардт, А.Хирш, Н.Медар, Р.Абу-Кахфе, Д.Оссерре, М.П. Валинья, Дж. Л. Галлани (2005). «Приготовление высокостабильных органических ступеней с помощью молекулы на основе фуллерена». Langmuir. 21 (16): 7540–7544. Дои:10.1021 / la051297n. PMID  16042492.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ Э. Польяк-Вожур, А. Станнард, К. П. Мартин, М. О. Блант, И. Нотингер, П. Дж. Мориарти, И. Ванча, У. Тиле (2008). «Аппликатура нестабильности при обезвоживании наножидкостей» (PDF). Phys. Rev. Lett. 100 (17): 176102. Bibcode:2008PhRvL.100q6102P. Дои:10.1103 / PhysRevLett.100.176102. PMID  18518311.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ К. Валлес, К. Драммонд, Х. Саадауи, К. А. Фуртадо, М. Хе, О. Рубо, Л. Ортолани, М. Монтиу, А. Пенико (2008). "Растворы отрицательно заряженных листов и лент графена". Варенье. Chem. Soc. 130 (47): 15802–15804. Дои:10.1021 / ja808001a. PMID  18975900.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)

внешняя ссылка