基本介紹
- 中文名：納米級光學顯微鏡
- 簡介：研究人員在英國製造出了世界上最
- 成果：目前一般使用電子顯微鏡觀測極
- 概念：英國和新加坡研究人員製造出能
簡介,成果,
簡介
研究人員在英國製造出了世界上最強大的光學顯微鏡，將有助於了解許多病毒和疾病的形成原因。“這是目前世界上唯一能在普通白光照明下直接觀測納米級物體的光學顯微鏡，是一個新的世界紀錄。”研究人員王增波博士自豪地說。
通過把光學顯微鏡與透明的微球結合在一起——研究人員稱之為納米級光學顯微鏡，曼徹斯特大學的研究人員打破了光學顯微鏡的理論限制。
在這個新設備的幫助下，科學家可以更好地解釋許多疾病引發傳染和引起死亡的原因，從而打破了光學顯微鏡的理論限制。
這項工作由來自中國的教授李林(音譯)和王增波(音譯)博士率領該校的研究團隊共同完成。顯微鏡能力的大大提高意味著科學家可以觀察人體細胞的內部，而且首次做到可以觀察活體病毒，進而查明引起病毒發生的原因。
此前，標準光學顯微鏡操作人員只能清晰地看到約1微米(1米的百萬分之一)大小的物體。而現在，研究人員可以在正常光線下看到1/20微米大小的物體。
研究人員將這一成果發表在最近出版的《自然—通信》雜誌上，他們製造的顯微鏡打破了肉眼可見最小物體的記錄，突破了光的衍射限制。
目前的電子顯微鏡只能看到細胞的表面，而不能觀察它的結構，而且沒有工具可以觀察到活體細菌。而曼徹斯特大學的科學家認為，未來可以利用顯微鏡觀測更小的物體圖像。他們的方法在可見物體大小上不受任何理論限制。
微米球透鏡將50nm孔的近場光學信息放大了約8倍,光學顯微鏡圖像顯示其為400nm." src="">a、線寬360nm，130nm apart，微米球超級透鏡圖像，和掃描電鏡圖像對照，顯示其能清洗分辨線。b、鍍導電金膜的AAO樣品圖像，AAO孔徑為50nm，納米顯微鏡明顯分辨直徑50nm孔。微米球透鏡將50nm孔的近場光學信息放大了約8倍，光學顯微鏡圖像顯示其為400nm。 納米成像系統基於捕捉光學和近場虛像(不受光衍射的限制)，並將它們利用顯微鏡放大，通過微小的球透鏡轉接，再用標準顯微鏡放大。
李林說：“這是一項世界紀錄，一個顯微鏡可以如此之小，而且可以在包含了各種光譜的光線下直接成像……我們不僅能看到50納米大小的物體，而且我相信這只是個開始，我們還將能看到更小的物體。理論上來講，我們能看到多小的物體，這是沒有限制的。”
李林認為：“目前，觀察微小物體的常用辦法就是使用電子顯微鏡，即使不能看到細胞裡面，至少可以看到外面。光學螢光顯微鏡可以通過將細胞染色來間接觀察到細胞的內部，但是這種染色不能滲透病毒。”他說，“不用染色就能直接看到細胞裡面，直接看到活著的病毒，改變了研究細胞的方式，讓我們首次能夠近距離觀察病毒，了解生物醫學。”
科學家們能夠觀察到的其他物體還包括電鍍鋁氧化物納米結構和藍光CVC光碟上的納米模式，這是之前的光學顯微鏡所不能看見的。
成果
目前一般使用電子顯微鏡觀測極其微小的物體，但它也有一些缺陷。比如在觀測細胞時，電子顯微鏡只能顯示出細胞表面的狀況，而不能用於觀測細胞內部結構。之前還有研究人員先為細胞染色，然後利用特製光學顯微鏡觀測染色後的細胞內部結構，但這種方法對病毒無效，因為染料無法進入病毒內部。而這種新型光學顯微鏡首次提供了在普通條件下觀測細胞內部結構和病毒活動機理的手段。
b、在DVD碟片的鍺銻碲薄膜上製作的星型結構的納米顯微鏡反射模式圖像，具有90nm尺度的星形角的複雜形狀可清晰成像。" src="">a、微米球透鏡反射模式圖像，樣品商品化blu-rayDVD碟片信道。在使用微米球前，光碟100微米厚的透明保護層被剝離掉。低於遠場光學衍射限制的100nm線被微米球透鏡分辨開。b、在DVD碟片的鍺銻碲薄膜上製作的星型結構的納米顯微鏡反射模式圖像，具有90nm尺度的星形角的複雜形狀可清晰成像。 領導該項研究的曼徹斯特大學教授李琳說，這可能會為觀測細胞和病毒的方式帶來革命性變化，有助於研發新的藥物和疾病治療方法。研究人員還表示，利用類似方法可以進一步製造出觀測能力更強的光學顯微鏡。從理論上說，這種基於“透明微米球透鏡”的光學顯微鏡不存在觀測極限。
