光学显微镜也看得到纳米微粒

2008-04-07 16:20

美国和意大利科学家最近成功地利用一般的光学显微镜，来探测远比仪器正常分辨率还小的纳米粒子，不再让电子显微镜专美于前。这项技术可望提供荧光标记术(fluorescent labelling)之外的新选择。

密执安州立大学的Eann Patterson与欧盟联合研究中心总署(European Commission DG Joint Research Centre)的Maurice Whelan在采集微细胞影像过程中，注意到高分辨率的影像质量会受到焦散(caustics)现象的影响，即阴影区被明亮圆环包围。由于焦散现象，光与纳米级的胞囊作用后，会将粒子囊内结构的影像放大很多倍，此时利用一般光学显微镜与黑白CCD，就能采集到纳米级的影像。

Patterson表示，此技术可针对粒子在三维空间中进行非侵入式且及时的轨迹追踪，藉以观察微粒子间的自组成现象，或是纳米微粒与功能化表面(functionalized surfaces)接合的情形。相较于粒子荧光标记术，上述方法没有需要长时间曝光以及粒子易受光漂白(photo-bleaching)的缺点。

在作法上，首先要将光学显微镜的光投影方式调到柯勒照明(Kohler illumination)，然后把所有的光圈调到最小。此时如果粒子尚未移出焦点范围外，某些微粒的焦散现象就可以立即被观察到。

Patterson与Whelan尚未找到观察的最小解析极限；事实上，目前该研究所遭遇的最大限制是缺乏尺寸合适且性质稳定可靠的待测样本。出步研究显示，焦散现象能将纳米微粒的影像放大一百到一千倍。为了将此技术作更有效的应用，两位科学家正在努力模拟光的行为。