_ Un metamicroscop multimod ultracompact

Versatilitatea și miniaturizarea sistemelor de imagistică sunt de mare importanță în societatea informațională actuală. Tehnicile de imagistică microscopică au fost întotdeauna indispensabile pentru cercetarea științifică și diagnosticarea bolilor în domeniul biomedical, care, de asemenea, se îndreaptă spre integrare, portabil și multifuncțional.

Tehnica microscopului optic include de obicei câmp luminos, Imagistica în câmp întunecat și fluorescență, care se bazează de obicei pe componente optice greoaie. În special pentru microscopia cu fluorescență și în câmp întunecat, blocarea luminii nedorite de fundal parazite pentru a asigura un SNR ridicat este de o importanță semnificativă în performanța imaginii.

Folosirea iluminării cu unde ghidate face posibilă combinarea a două tehnici de imagistică împreună. , dar sistemele sunt încă voluminoase și complicate. O cale promițătoare către un microscop compact este utilizarea metalenses, care constau din nanostructuri sublungimi de undă cu capabilități puternice de a modula amplitudinea și faza luminii.

Deși metalenses inovatoare au fost demonstrate pentru microscopia cu fluorescență, avantajele ultrasubțirii iar arhitectura plată nu a fost încă dezvăluită pentru miniaturizare.

Profesorul Tao Li și grupul lui Shining Zhu de la Universitatea Nanjing au raportat un microscop multimod miniaturizat pentru imagini în câmp luminos, câmp întunecat și fluorescență prin introducerea undelor ghidate. lumini. Prin comutarea convenabilă a sursei de lumină, trei moduri de imagine pot funcționa împreună sau separat într-un microscop foarte compact (cu dimensiunea de câțiva centimetri).

În special, modulul de iluminare cu unde ghidate propus nu oferă doar o imagine cu zgomot redus. modul, dar și mai mult reduce dimensiunea sistemului care favorizează foarte mult microscopul compact.

Ca urmare, o matrice metalens este proiectată și fabricată cu o mărire de 3,5× în imagistică (funcționând la λ = 470 nm ), care corespunde lungimii de undă de emisie a imaginilor cu fluorescență. Rezoluția imaginii este de aproximativ 714 nm, asigurând imagistica subcelulară. Mai mult, experimentele au demonstrat potențialele aplicații ale tehnicilor de imagistică microfluidice pentru a miniaturiza în continuare sistemele de imagistică microfluidice.

În concluzie, cercetătorii propun și demonstrează un meta-microscop multimod miniaturizat bazat pe iluminarea cu unde ghidate. Trei moduri de imagine sunt realizate într-un prototip la scară centimetrică, inclusiv modurile câmp luminos, câmp întunecat și fluorescență.

Iluminarea cu unde ghidate propusă economisește și mai mult spațiu pentru a îndeplini această compactitate, care combină semnificativ imagini în câmp întunecat și fluorescență împreună. O matrice metalens este proiectată în mod special și funcționează într-un mod de mărire (3,5×) încorporat cu un senzor de imagine CMOS, care este proiectat în funcție de lungimea de undă de 470 nm corespunzătoare lungimii de undă de emisie.

rezoluția la jumătate de pas este de aproximativ 714 nm, asigurând rezoluția imaginii subcelulare. În special, aceasta este prima implementare meta-dispozitiv a imaginii multimode într-un sistem ultracompact, care este de așteptat să permită vizualizarea în timp real a culturii celulare și să aibă un impact mare în domeniul biomedical în viitor.

Lucrarea este publicată în revista Advanced Devices & Instrumentation.

(Fluierul)

Inapoi