Sarfus

Obraz 3D Sarfus przedstawiający biochip DNA .

Sarfus to optyczna technika obrazowania ilościowego oparta na połączeniu:

• pionowy lub odwrócony mikroskop optyczny w konfiguracji z polaryzacją skrzyżowaną i
• specjalne płytki nośne – zwane surfami – na których umieszczana jest próbka do obserwacji.

Wizualizacja firmy Sarfus opiera się na doskonałej kontroli właściwości odbijania światła spolaryzowanego na powierzchni, co prowadzi do około 100-krotnego zwiększenia czułości osiowej mikroskopu optycznego bez zmniejszania jego rozdzielczości poprzecznej. W ten sposób ta nowa technika zwiększa czułość standardowego mikroskopu optycznego do punktu, w którym możliwa staje się bezpośrednia wizualizacja cienkich warstw (do 0,3 mikrometra) i izolowanych nanoobiektów w czasie rzeczywistym, czy to w powietrzu, czy w wodzie.

Zasady

Obserwacja za pomocą standardowego mikroskopu optycznego między polaryzatorami krzyżowymi warstw Langmuira-Blodgetta (grubość dwuwarstwy: 5,4 nm) na płytce krzemowej i na powierzchni

Polaryzacja światła po odbiciu od fal (0) i na próbce w nanoskali na falach (1).

Niedawne badania nad koherencją światła spolaryzowanego doprowadziły do ​​opracowania nowych nośników — surfingu — o właściwościach wzmacniania kontrastu dla standardowej mikroskopii optycznej w trybie polaryzatorów krzyżowych. Wykonane z warstw optycznych na nieprzezroczystym lub przezroczystym podłożu, nośniki te nie modyfikują polaryzacji światła po odbiciu, nawet jeśli istotna jest apertura numeryczna padającego źródła. Właściwość ta jest modyfikowana, gdy próbka jest obecna na falach, następnie wykrywany jest niezerowy składnik światła po tym, jak analizator uwidoczni próbkę.

₀₀₀ Osiągi tych podpór są szacowane na podstawie pomiaru kontrastu (C) próbki określonego przez: C = (I ₁ -I )/(I + I ₁ ) gdzie I i I ₁ reprezentują intensywności odbijane przez nagą falę i odpowiednio przez analizowaną próbkę na falach. W przypadku warstwy o grubości jednego nanometra powierzchnie wykazują kontrast 200 razy większy niż na płytce krzemowej.

Ten wysoki wzrost kontrastu umożliwia wizualizację za pomocą standardowego mikroskopu optycznego filmów o grubości do 0,3 nm, a także nanoobiektów (o średnicy do 2 nm) i to bez jakiegokolwiek znakowania próbki (ani fluorescencji, ani radioaktywnego znacznika). . Ilustrację wzmocnienia kontrastu podano poniżej z obserwacją w mikroskopie optycznym między polaryzatorami krzyżowymi struktury Langmuira-Blodgetta na płytce krzemowej i na powierzchni.

Oprócz wizualizacji, ostatnie osiągnięcia umożliwiły dostęp do pomiaru grubości analizowanej próbki. Dokonywana jest korespondencja kolorymetryczna między wzorcem kalibracyjnym złożonym z nanokroków a analizowaną próbką. Rzeczywiście, z powodu interferencji optycznej istnieje korelacja między parametrami RGB (czerwony, zielony, niebieski) próbki a jej grubością optyczną. Prowadzi to do trójwymiarowej reprezentacji analizowanych próbek, pomiarów przekrojów profili, chropowatości i innych pomiarów topologicznych.

Zestaw doświadczalny

Konfiguracja eksperymentu jest prosta: próbka do scharakteryzowania jest nakładana za pomocą zwykłych technik osadzania, takich jak powlekanie zanurzeniowe, powlekanie wirowe, osadzanie pipetą, odparowywanie… na powierzchni zamiast tradycyjnego szkiełka mikroskopowego. Podstawa jest następnie umieszczana na stoliku mikroskopu.

Synergia z istniejącym sprzętem

Technikę Sarfus można zintegrować z istniejącym sprzętem analitycznym ( mikroskop sił atomowych (AFM), spektroskopia ramanowska itp.), aby dodać nowe funkcje, takie jak obraz optyczny, pomiar grubości, badanie kinetyczne, a także wstępna lokalizacja próbki w celu zaoszczędzenia czasu i materiałów eksploatacyjnych (końcówki AFM itp.).

Aplikacje

Obrazy Sarfus nanostruktur: 1. Mikrostrukturacja błony kopolimerowej (73 nm), 2. Wiązki nanorurek węglowych, 3. Pęcherzyki lipidowe w roztworach wodnych, 4. Nanopatternowanie złotych kropek (50 nm 3 ⁾ .

Nauki o życiu

• Folie biologiczne
• Biochip
• fosfolipidy
• Miękka litografia
• Adhezja komórkowa

Cienkie warstwy i obróbka powierzchni

• Folie polimerowe
• filmów Langmuira-Blodgetta
• Ciekłe kryształy
• Leczenie plazmą
• Samoorganizujące się monowarstwy

Nanomateriały

• Nanorurki węglowe
• Nanocząsteczki
• Nanoprzewody
• Grafen
• cząsteczki DNA

Zalety

Mikroskopia optyczna ma kilka zalet w porównaniu ze zwykłymi technikami nanocharakteryzacji. Jest łatwy w użyciu i bezpośrednio wizualizuje próbkę. Analiza w czasie rzeczywistym umożliwia badania kinetyczne (krystalizacja w czasie rzeczywistym, odwilżanie itp.). Szeroki wybór powiększeń (od 2,5 do 100x) pozwala uzyskać pola widzenia od kilku mm ² do kilkudziesięciu µm ² . Obserwacje można prowadzić w kontrolowanej atmosferze i temperaturze.