Sarfus - Sarfus

3D Sarfusův obraz a DNA biočip.

Sarfus je optická kvantitativní zobrazovací technika založená na asociaci:

  • svisle nebo obráceně optický mikroskop v konfiguraci zkřížené polarizace a
  • specifické nosné desky - zvané surfy - na které je uložen pozorovaný vzorek.

Vizualizace Sarfus je založena na dokonalé kontrole odrazových vlastností polarizovaného světla na povrchu, což vede ke zvýšení axiální citlivosti optický mikroskop faktorem kolem 100, aniž by se snížilo jeho boční rozlišení. Tato nová technika tedy zvyšuje citlivost standardu optický mikroskop do bodu, kdy je možné přímo vizualizovat tenké vrstvy (až do 0,3 mikrometru) a izolované nanoobjekty v reálném čase, ať už ve vzduchu nebo ve vodě.

Zásady

Pozorování se standardním optickým mikroskopem mezi křížovými polarizátory z Langmuir-Blodgett vrstvy (tloušťka dvouvrstvy: 5,4 nm) na křemíkové desce a na surfování
Polarizace světla po reflexi na příboji (0) a na vzorku v nanoměřítku na příboji (1).

Nedávná studie o koherenci polarizovaného světla vede k vývoji nových podpěr - surfů - majících vlastnosti zesílení kontrastu pro standardní optickou mikroskopii v režimu křížových polarizátorů.[1] Tyto podpěry vyrobené z optických vrstev na neprůhledném nebo průhledném substrátu nemění polarizaci světla po odrazu, i když je důležitá numerická apertura zdroje dopadajícího světla. Tato vlastnost je upravena, když je vzorek přítomen na surfování, poté je detekována nenulová světelná složka poté, co analyzátor zviditelní vzorek.

Výkony těchto podpěr se odhadují z měření kontrastu (C) vzorku definovaného pomocí: C = (I1-Já0) / (I.0+ Já1) kde já0 a já1 představují intenzity odražené holým surfováním a analyzovaným vzorkem na surfu. Pro tloušťku filmu jednoho nanometru mají surfy kontrast 200krát vyšší než na křemíkové desce.

Toto vysoké zvýšení kontrastu umožňuje vizualizaci filmů o tloušťce do 0,3 nm i nanoobjektů (do průměru 2 nm) pomocí standardního optického mikroskopu, a to bez jakéhokoli značení vzorků (ani fluorescence, ani radioaktivní značka) . Ilustrace zvýšení kontrastu je uvedena níže s pozorováním v optické mikroskopii mezi křížovými polarizátory a Langmuir-Blodgett struktura na křemíkové desce a na surfu.

Kromě vizualizace umožnil nedávný vývoj přístup k měření tloušťky analyzovaného vzorku. Mezi kalibračním standardem vyrobeným z nanokroků a analyzovaným vzorkem se provádí kolorimetrická korespondence. Ve skutečnosti kvůli optickému rušení existuje korelace mezi parametry RGB (červená, zelená, modrá) vzorku a jeho optickou tloušťkou. To vede k 3D znázornění analyzovaných vzorků, měření profilů, drsnosti a dalších topologických měření.

Experimentální nastavení

Experimentální nastavení je jednoduché: vzorek, který má být charakterizován, se místo tradičního mikroskopického sklíčka nanáší obvyklými technikami depozice, jako je dip-coating, spin-coating, Deposit pipette, odpařování… na surf. Podpora se poté umístí na stolek mikroskopu.

Synergie se stávajícím vybavením

Techniku ​​sarfus lze integrovat do stávajícího analytického zařízení (mikroskop atomové síly (AFM), Ramanova spektroskopie atd.) pro přidání nových funkcí, jako je optický obraz, měření tloušťky, kinetická studie, a také pro předběžnou lokalizaci vzorků, aby se ušetřil čas a spotřební materiál (tipy AFM atd.).

Aplikace

Sarfusovy obrázky nanostruktur: 1. Mikrostruktura kopolymerního filmu (73 nm), 2. Svazky uhlíkových nanotrubiček, 3. Lipidové vezikuly ve vodných roztocích, 4. Nanopatternování zlatých teček (50 nm)3).

Humanitní vědy

Tenké fólie a povrchová úprava

Nanomateriály

Výhody

Optická mikroskopie má několik výhod ve srovnání s obvyklými technikami nanocharakterizace. Je snadno použitelný a přímo vizualizuje vzorek. Analýza v reálném čase umožňuje kinetické studie (krystalizace v reálném čase, dewetting atd.). Široký výběr zvětšení (2,5 až 100x) umožňuje zorné pole od několika mm2 na několik desítek µm2. Pozorování lze provádět v řízené atmosféře a teplotě.

Reference

  1. ^ Ausserré D; Valignat MP (2006). "Širokoúhlé optické zobrazování povrchových nanostruktur". Nano dopisy. 6 (7): 1384–1388. Bibcode:2006 NanoL ... 6.1384A. doi:10.1021 / nl060353h. PMID  16834416.
  2. ^ V.Souplet, R.Desmet, O.Melnyk (2007). "Zobrazování proteinových vrstev optickým mikroskopem pro charakterizaci peptidových mikročipů". J. Pept. Sci. 13 (7): 451–457. doi:10,1002 / psc.866. PMID  17559066.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  3. ^ O.Carion, V.Souplet, C.Olivier, C.Maillet, N.Médard, O.El-Mahdi, J.O. Durand, O.Melnyk (2007). „Chemická mikropodnikání polykarbonátu pro imobilizaci peptidů specifických pro dané místo a biomolekulární interakce“. ChemBioChem. 8 (3): 315–322. doi:10.1002 / cbic.2006 00504. PMID  17226879.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  4. ^ J.Monot, M.Petit, S.M.Lane, I.Guisle, J.Léger, C.Tellier, D.R.Talham, B.Bujoli (2008). „Směrem k mikročipům na bázi zirkoniumfosfonátu pro zkoumání interakcí DNA-protein: kritický vliv na umístění kotevních skupin sondy“. J. Am. Chem. Soc. 130 (19): 6243–6251. doi:10.1021 / ja711427q. PMID  18407629.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  5. ^ S.Yunus, C.de Crombrugghe de Looringhe, C.Poleunis, A.Delcorte (2007). "Difúze oligomerů z polydimethylsiloxanových razítek v mikrokontaktním tisku: povrchová analýza a možná aplikace". Surfovat. Interf. Anální. 39 (12–13): 922–925. doi:10,1002 / sia.2623.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  6. ^ S.Burghardt, A.Hirsch, N.Médard, R.Abou-Kachfhe, D.Ausserré, M.P. Valignat, J.L.Gallani (2005). "Příprava vysoce stabilních organických kroků s molekulou na bázi fullerenu". Langmuir. 21 (16): 7540–7544. doi:10.1021 / la051297n. PMID  16042492.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  7. ^ E.Pauliac-Vaujour, A.Stannard, C.P. Martin, M.O.Blunt, I.Notingher, P.J.Moriarty, I.Vancea, U.Thiele (2008). „Prstové nestability při dewetování nanofluidů“ (PDF). Phys. Rev. Lett. 100 (17): 176102. Bibcode:2008PhRvL.100q6102P. doi:10.1103 / PhysRevLett.100.176102. PMID  18518311.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  8. ^ C.Valles, C.Drummond, H.Saadaoui, C.A.Furtado, M.He, O.Roubeau, L.Ortolani, M.Monthioux, A.Penicaud (2008). "Řešení záporně nabitých grafenových listů a stužek". J. Am. Chem. Soc. 130 (47): 15802–15804. doi:10.1021 / ja808001a. PMID  18975900.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)

externí odkazy