高端顯微系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生物學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)等相關(guān)前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新研究,尤其是10-100nm尺度的超分辨顯微光學(xué)成像技術(shù),在當(dāng)今生物學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中,發(fā)揮著不可替代的作用。
作為生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的必備工具,激光掃描共聚焦顯微鏡比傳統(tǒng)的熒光顯微鏡分辨率更高,而且可以進(jìn)行層析掃描3D成像。但是共聚焦顯微鏡能夠觀(guān)察的樣品厚度一般小于100um,要觀(guān)察更深的樣品時(shí)需要借助雙光子顯微鏡。雙光子顯微鏡*大的優(yōu)勢(shì)是觀(guān)察的深度。
但是無(wú)論是激光掃描共聚焦顯微鏡還是雙光子顯微鏡,都無(wú)法擺脫衍射極限的限制,為了進(jìn)一步探索微觀(guān)世界,需要分辨率更高的顯微鏡。STED顯微鏡應(yīng)運(yùn)而生,它在共聚焦顯微鏡的基礎(chǔ)上引入損耗光束將熒光光斑進(jìn)一步壓縮,從而實(shí)現(xiàn)超分辨成像。
傳統(tǒng)的顯微鏡主要是指光學(xué)顯微鏡,而光學(xué)顯微鏡的一個(gè)*大的問(wèn)題在于它的極限放大倍數(shù)也就是幾千倍,那對(duì)于為什么光學(xué)顯微鏡采用各種辦法的極限放大只有幾千倍呢?這是什么原因呢?我們還得從顯微鏡的分辨率說(shuō)起,一臺(tái)光學(xué)顯微鏡能區(qū)分兩個(gè)點(diǎn)之間的*小距離就被稱(chēng)作該儀器的*高的分辨率,也就是這個(gè)分辨率越高被分辨的兩個(gè)點(diǎn)的距離就越小,觀(guān)察到物體的細(xì)節(jié)越多、越豐富,那這臺(tái)儀器的分辨率也就越強(qiáng),或者分辨本領(lǐng)也就越高。分辨率實(shí)際上它是標(biāo)志著一臺(tái)光學(xué)儀器性能*重要的一個(gè)衡量的參數(shù),電子顯微鏡在相關(guān)的技術(shù)欄一般都會(huì)給出其分辨率的水平。據(jù)測(cè)定正常人的視力就是人眼睛的*高分辨率約為0.2毫米左右。
近日,由中科院大連化物所研究員傅強(qiáng)和包信和院士承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目——“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項(xiàng)目(二期)”子項(xiàng)目“基于可調(diào)諧深紫外激光光源的近常壓光發(fā)射電子顯微鏡的研制”順利通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)試驗(yàn)收。
本項(xiàng)目利用我國(guó)自主研制的可調(diào)諧深紫外激光光源作為激發(fā)光源,通過(guò)設(shè)計(jì)和研制多級(jí)加速電子光學(xué)系統(tǒng)、多級(jí)差抽真空系統(tǒng)、近常壓樣品室等關(guān)鍵部件,**實(shí)現(xiàn)近常壓氣氛下的深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡成像功能,*高成像壓力1毫巴以上,近常壓光發(fā)射電子顯微鏡的分辨率達(dá)到30納米,是一套****并且功能獨(dú)特的原位動(dòng)態(tài)表面成像研究平臺(tái)。
光發(fā)射電子顯微鏡能夠?qū)腆w表面過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)原位動(dòng)態(tài)成像,迄今為止光發(fā)射電子顯微成像需要在超高真空和高真空環(huán)境,與實(shí)際過(guò)程存在巨大的壓力鴻溝。研發(fā)完成后的近常壓光發(fā)射電子顯微鏡可以在接近真實(shí)反應(yīng)條件下進(jìn)行表面成像研究,在催化、能源、納米科學(xué)、生物等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。