[發明專利]一種新型微透鏡超分辨顯微成像方法

在審

• 申請號: 202210419355.9
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114858709A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 葉燃;尚晴晴;湯芬;徐楚
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/63;G02B21/00;G02B27/58
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王姍

一種新型微透鏡超分辨顯微成像方法，屬于光學成像技術領域。具體步驟如下：首先利用真空鍍膜技術在介質微球的半球表面蒸鍍金屬掩膜材料以使得微球表面部分區域不透光，然后利用透明薄片將微球移動到待觀測樣品表面，在光學顯微鏡下透過微球對樣品表面微結構進行觀測，獲得高質量的超分辨顯微圖像。本發明通過側邊熱蒸發蒸鍍掩膜的方法，在介質微球的半球區域制備金屬掩膜，對微球透鏡光學性質進行調整，可在空氣中實現具有高對比度的超分辨顯微成像，該方法使用半球表面鍍有金屬薄膜的Janus微球提高光學顯微鏡的分辨率，實現超分辨顯微成像。

技術領域

本發明屬于光學成像技術領域，具體涉及一種新型微透鏡超分辨顯微成像方法。

背景技術

由于衍射現象的存在，傳統光學顯微鏡存在極限分辨率。衍射極限是光學顯微鏡中的一個基本障礙，它限制了顯微鏡系統的最小可分辨尺寸，找出突破衍射極限的方法對進一步提高顯微鏡的成像性能至關重要。為了突破光學顯微鏡的衍射極限，微球輔助顯微成像技術應運而生。然而目前微球在空氣中的成像對比度很低，獲得的超分辨圖像很模糊，往往需要在液體浸沒的環境下才能獲得高質量的超分辨圖像，但是液面形狀和液體內部折射率變化都會對微透鏡的成像性能產生影響，并且觀測樣品也可能被液體污染甚至損壞，這限制了該技術的發展。

發明內容

解決的技術問題：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種新型微透鏡超分辨顯微成像方法，可在空氣中實現高對比度的超分辨顯微成像，該方法使用Janus微球結合反射式光學顯微成像系統，實現超分辨顯微成像。

技術方案：一種新型微透鏡超分辨顯微成像方法，步驟如下：首先利用真空鍍膜技術在介質微球的半球表面蒸鍍金屬掩膜材料以使得微球表面部分區域不透光，然后利用透明薄片將微球移動到待觀測樣品表面，在光學顯微鏡下透過微球對樣品表面微結構進行觀測，獲得高質量的超分辨顯微圖像。

作為優選，所述介質微球的直徑為5~100 μm。

作為優選，所述介質微球為鈦酸鋇玻璃微球。

作為優選，所述金屬掩膜材料為鋁，金屬掩膜材料的蒸鍍厚度為5~50 nm。鋁在微球輔助顯微鏡中被用以修改固定樣品或樣品本身的基板的光學特性，以達到預期的成像效果。

作為優選，所述透明薄片為聚二甲基硅氧烷薄膜，厚度為170 μm。

作為優選，所述真空鍍膜技術為：在真空鍍膜設備中，通過蒸發源在1.4 × 10^-4 Torr真空度下蒸鍍金屬掩膜材料，鍍膜速率為0.1 nm/s。

作為優選，真空鍍膜時，介質微球放置于蒸發源的正上方，蒸鍍后金屬掩膜材料覆蓋介質微球的側邊。

作為優選，利用真空鍍膜技術在介質微球的半球表面蒸鍍金屬掩膜材料前，先在玻璃基板上灑落鈦酸鋇微球粉末，微球在基板上的密度為10 μg/cm²，然后進行真空鍍膜。