Сарфус

Метод оптической количественной визуализации

Микроскопия с эллипсо-метрическим контрастом с улучшенной поверхностью (SEEC), коммерчески известная как Sarfus ^[1] , использует вертикальный или инвертированный оптический микроскоп в конфигурации скрещенной поляризации и специальные опорные пластины, называемые сурфами, на которые помещается образец для наблюдения. ^[2] Это описывается как метод оптической наноскопии .

SEEC полагается на точный контроль свойств отражения поляризованного света на поверхности, улучшая осевую чувствительность оптического микроскопа на два порядка без снижения его поперечного разрешения. ^[2] Приложения могут включать визуализацию в реальном времени пленок толщиной до 0,3 микрометра и изолированных нанообъектов в воздухе и в воде.

Принципы

Исследование когерентности поляризованного света, проведенное в 2006 году, привело к разработке новых подложек (surfs), обладающих свойствами усиления контраста для стандартной оптической микроскопии в режиме кросс-поляризаторов. ^[3] Изготовленные из оптических слоев на непрозрачной или прозрачной подложке, эти подложки не изменяют поляризацию света после отражения, даже если числовая апертура источника падающего света значительна. Это свойство изменяется, когда на surf присутствует образец; затем после его анализа обнаруживается ненулевой компонент света, что делает образец видимым.

Эффективность этих подложек оценивается путем измерения контраста (C) образца, определяемого как: C = (I ₁ -I ₀ )/(I ₀ +I ₁ ), где I ₀ и I ₁ представляют интенсивности, отраженные голой поверхностью и анализируемым образцом на поверхности, соответственно. При толщине пленки в один нанометр поверхности демонстрируют контраст в 200 раз выше, чем на кремниевой пластине.

Это высокое увеличение контрастности позволяет визуализировать с помощью стандартного оптического микроскопа пленки толщиной до 0,3 нанометра, а также нанообъекты (вплоть до диаметра 2 нанометра) и это без какой-либо маркировки образца (ни флуоресценции , ни радиоактивного маркера). Иллюстрация усиления контрастности представлена на рисунке для оптической микроскопии между кросс-поляризаторами структуры Ленгмюра-Блоджетт на кремниевой пластине и на поверхности.

Экспериментальная установка

Образцы, которые необходимо охарактеризовать, наносятся такими методами, как погружение-покрытие , центрифугирование , пипетка для нанесения или испарение, но на поверхность, а не на предметное стекло микроскопа . Затем подложка помещается на предметный столик микроскопа. ^[4]

Интеграция с существующим оборудованием

Визуализацию Sarfus можно интегрировать в существующее аналитическое оборудование, такое как атомно-силовая микроскопия (АСМ) и рамановская спектроскопия . Это добавляет новые функции, такие как оптическая визуализация, измерение толщины, кинетический анализ и предварительная локализация образца, что может сэкономить время и расходные материалы (например, наконечники АСМ). ^[5]

Приложения

Науки о жизни

Биологические пленки ^[6]^[7]
Биочипы ^[8]
Мягкая литография ^[9]

Тонкие пленки и обработка поверхности

Фильмы Ленгмюра-Блоджетт ^[10]

Наноматериалы

Наночастицы ^[11]
Графен ^[12]

Ссылки

^ Монтгомери, Пол С.; Леонг-Хой, Одри (2015-09-29). «Развивающиеся методы оптической наноскопии». Нанотехнологии, наука и приложения . 8 : 31–44. doi : 10.2147/NSA.S50042 . PMC 4599210 . PMID 26491270.
^ ab Jones-Bey, Hassaun A. (2006-12-01). "МИКРОСКОПИЯ: Метод дифференциальной поляризации позволяет получать точные трехмерные наноизображения". Laser Focus World . Получено 2024-11-05 .
^ Ausserré D; Valignat MP (2006). «Широкоугольная оптическая визуализация поверхностных наноструктур». Nano Letters . 6 (7): 1384–1388. Bibcode : 2006NanoL...6.1384A. doi : 10.1021/nl060353h. PMID 16834416.
^ Сарфус - AmproX
^ "Сарфус".
^ Souplet V, Desmet R, Melnyk O (2007). «Визуализация белковых слоев с помощью оптического микроскопа для характеристики пептидных микрочипов». J. Pept. Sci . 13 (7): 451–457. doi :10.1002/psc.866. PMID 17559066. S2CID 26078821.
^ Carion O, Souplet V, Olivier C, Maillet C, Médard N, El-Mahdi O, Durand JO, Melnyk O (2007). «Химическое микропаттернирование поликарбоната для сайт-специфической иммобилизации пептидов и биомолекулярных взаимодействий». ChemBioChem . 8 (3): 315–322. doi :10.1002/cbic.200600504. PMID 17226879. S2CID 1770479.
^ Monot J, Petit M, Lane SM, Guisle I, Léger J, Tellier C, Talham DR, Bujoli B (2008). «К микроматрицам на основе фосфоната циркония для зондирования взаимодействий ДНК-белок: критическое влияние расположения групп закрепления зонда». J. Am. Chem. Soc . 130 (19): 6243–6251. doi :10.1021/ja711427q. PMID 18407629.
^ Yunus S, de Crombrugghe de Looringhe C, Poleunis C, Delcorte A (2007). «Диффузия олигомеров из полидиметилсилоксановых штампов в микроконтактной печати: анализ поверхности и возможное применение». Surf. Interf. Anal . 39 (12–13): 922–925. doi :10.1002/sia.2623. S2CID 93335242.
^ Burghardt S, Hirsch A, Médard N, Abou-Kachfhe R, Ausserré D, Valignat MP, Gallani JL (2005). «Подготовка высокостабильных органических ступеней с молекулой на основе фуллерена». Langmuir . 21 (16): 7540–7544. doi :10.1021/la051297n. PMID 16042492.
^ Pauliac-Vaujour E, Stannard A, Martin CP, Blunt MO, Notingher I, Moriarty PJ, Vancea I, Thiele U (2008). "Нестабильность пальцев при смачивании наножидкостей" (PDF) . Phys. Rev. Lett . 100 (17): 176102. Bibcode :2008PhRvL.100q6102P. doi :10.1103/PhysRevLett.100.176102. PMID 18518311. S2CID 8047821.
^ Валлес С, Драммонд С, Саадауи Х, Фуртадо Калифорния, Хе М, Рубо О, Ортолани Л, Монтиу М, Пенико А (2008). «Растворы отрицательно заряженных графеновых листов и лент». Дж. Ам. хим. Соц . 130 (47): 15802–15804. дои : 10.1021/ja808001a. ПМИД 18975900.

[1] Монтгомери, Пол С.; Леонг-Хой, Одри (2015-09-29). «Развивающиеся методы оптической наноскопии». Нанотехнологии, наука и приложения . 8 : 31–44. doi : 10.2147/NSA.S50042 . PMC 4599210 . PMID 26491270.

[:02-2] Jones-Bey, Hassaun A. (2006-12-01). "МИКРОСКОПИЯ: Метод дифференциальной поляризации позволяет получать точные трехмерные наноизображения". Laser Focus World . Получено 2024-11-05 .

[3] Ausserré D; Valignat MP (2006). «Широкоугольная оптическая визуализация поверхностных наноструктур». Nano Letters . 6 (7): 1384–1388. Bibcode : 2006NanoL...6.1384A. doi : 10.1021/nl060353h. PMID 16834416.

[:1-4] Сарфус - AmproX

[5] "Сарфус".

[6] Souplet V, Desmet R, Melnyk O (2007). «Визуализация белковых слоев с помощью оптического микроскопа для характеристики пептидных микрочипов». J. Pept. Sci . 13 (7): 451–457. doi :10.1002/psc.866. PMID 17559066. S2CID 26078821.

[7] Carion O, Souplet V, Olivier C, Maillet C, Médard N, El-Mahdi O, Durand JO, Melnyk O (2007). «Химическое микропаттернирование поликарбоната для сайт-специфической иммобилизации пептидов и биомолекулярных взаимодействий». ChemBioChem . 8 (3): 315–322. doi :10.1002/cbic.200600504. PMID 17226879. S2CID 1770479.

[8] Monot J, Petit M, Lane SM, Guisle I, Léger J, Tellier C, Talham DR, Bujoli B (2008). «К микроматрицам на основе фосфоната циркония для зондирования взаимодействий ДНК-белок: критическое влияние расположения групп закрепления зонда». J. Am. Chem. Soc . 130 (19): 6243–6251. doi :10.1021/ja711427q. PMID 18407629.

[9] Yunus S, de Crombrugghe de Looringhe C, Poleunis C, Delcorte A (2007). «Диффузия олигомеров из полидиметилсилоксановых штампов в микроконтактной печати: анализ поверхности и возможное применение». Surf. Interf. Anal . 39 (12–13): 922–925. doi :10.1002/sia.2623. S2CID 93335242.

[10] Burghardt S, Hirsch A, Médard N, Abou-Kachfhe R, Ausserré D, Valignat MP, Gallani JL (2005). «Подготовка высокостабильных органических ступеней с молекулой на основе фуллерена». Langmuir . 21 (16): 7540–7544. doi :10.1021/la051297n. PMID 16042492.

[11] Pauliac-Vaujour E, Stannard A, Martin CP, Blunt MO, Notingher I, Moriarty PJ, Vancea I, Thiele U (2008). "Нестабильность пальцев при смачивании наножидкостей" (PDF) . Phys. Rev. Lett . 100 (17): 176102. Bibcode :2008PhRvL.100q6102P. doi :10.1103/PhysRevLett.100.176102. PMID 18518311. S2CID 8047821.

[12] Валлес С, Драммонд С, Саадауи Х, Фуртадо Калифорния, Хе М, Рубо О, Ортолани Л, Монтиу М, Пенико А (2008). «Растворы отрицательно заряженных графеновых листов и лент». Дж. Ам. хим. Соц . 130 (47): 15802–15804. дои : 10.1021/ja808001a. ПМИД 18975900.