美国橡树岭实验室开发带有”化学透镜”的显微镜

位于美国田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室的研究人员建立了一种新型显微镜,该显微镜为观察包括细胞膜和生物膜在内的生物系统提供了“化学透镜”。他们说,该工具可以促进对复杂生物相互作用的理解,例如微生物与植物之间的相互作用。这种非侵入性仪器使研究人员可以使用超短激光脉冲捕获图像。

强烈的脉冲照亮了样品的大面积,产生了可以检测不同化学物种的波长。这种方法可以快速产生具有化学细节的大范围图像。

ORNL研究员Benjamin Doughty博士评论说:“我们可以在同一幅图像中生成全部图像,所以我们能够研究空间和时间的变化。与可以破坏或干扰样品的常规生物成像技术不同,这种无标签的工具可以在未改变的活细胞上使用。该显微镜由常用组件制成,这可能会加速其实施。”

Doughty博士的工作围绕两个主要主题:了解界面处化学选择性的分子起源,使用非线性光学方法探究取向和动力学;并开发新工具来探究复杂的生物系统。

宽场相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微镜为在大视野内快速并同时获取振动解析图像提供了一种有吸引力的手段。实施中的主要挑战在于如何获得足够大的激发场,以在大焦点区域上驱动三阶光学响应。该显微镜通过使用Ti:Sapphire振荡器的全内反射激励方案启用,以产生泵浦和宽带近红外Stokes脉冲。频谱范围很宽的斯托克斯脉冲,结合其固有的chi,不仅可以访问范围从1000到3500cm -1的各种拉曼模式,而且还可以通过简单地改变时间来选择在此范围内的振动转变的直接方法脉冲之间的延迟。通过从常规显微镜盖玻片上的模型和复杂生物样品中获取高质量的CARS图像,验证了这种广域CARS显微镜的功能。”

美国橡树岭实验室开发带有化学透镜的显微镜

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