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)實驗研究的必備工具,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,而且可以進行層析掃描3D成像。但是共聚焦顯微鏡能夠觀察的樣品厚度一般小于100um,要觀察更深的樣品時需要借助雙光子顯微鏡。雙光子顯微鏡*大的優(yōu)勢是觀察的深度。
但是無論是激光掃描共聚焦顯微鏡還是雙光子顯微鏡,都無法擺脫衍射極限的限制,為了進一步探索微觀世界,需要分辨率更高的顯微鏡。STED顯微鏡應(yīng)運而生,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一步壓縮,從而實現(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*大的問題在于它的極限放大倍數(shù)也就是幾千倍,那對于為什么光學(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起,一臺光學(xué)顯微鏡能區(qū)分兩個點之間的*小距離就被稱作該儀器的*高的分辨率,也就是這個分辨率越高被分辨的兩個點的距離就越小,觀察到物體的細(xì)節(jié)越多、越豐富,那這臺儀器的分辨率也就越強,或者分辨本領(lǐng)也就越高。分辨率實際上它是標(biāo)志著一臺光學(xué)儀器性能*重要的一個衡量的參數(shù),電子顯微鏡在相關(guān)的技術(shù)欄一般都會給出其分辨率的水平。據(jù)測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和包信和院士承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項目——“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項目(二期)”子項目“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”順利通過現(xiàn)場技術(shù)測試驗收。
本項目利用我國自主研制的可調(diào)諧深紫外激光光源作為激發(fā)光源,通過設(shè)計和研制多級加速電子光學(xué)系統(tǒng)、多級差抽真空系統(tǒng)、近常壓樣品室等關(guān)鍵部件,**實現(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到30納米,是一套****并且功能獨特的原位動態(tài)表面成像研究平臺。
光發(fā)射電子顯微鏡能夠?qū)腆w表面過程進行實時原位動態(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,與實際過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反應(yīng)條件下進行表面成像研究,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。