[发明专利]一种微球透镜侧视超分辨成像装置

说明书

本发明公开了一种微球透镜侧视超分辨成像装置，包括显微镜、样品台、移动机构、探针以及侧视复合透镜，样品台位于所述显微镜的下方，探针安装在移动机构上，侧视复合透镜包括浸没介质、连接在浸没介质上的微球透镜和光学反射镜，浸没介质与探针相连接。本发明将微球透镜、光学反射镜均粘接在浸没介质上形成侧视复合透镜，减小侧视复合透镜的体积，使复合透镜可以进入沟槽结构的内部，浸没介质为紫外光固化胶或聚二甲基硅氧烷胶不仅可以提高微球透镜的成像质量，而且具有非常好的光传输性能，通过光学反射镜改变显微镜的光路，通过移动机构实现对侧视复合透镜的操控以及样品台带动样品的移动，实现对沟槽结构内侧壁任意区域的超分辨成像。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种微球透镜侧视超分辨成像装置。

背景技术

自第一台显微镜发明到现在的三百多年中，人们提出了各种提高成像效果和系统分辨率的方法，研制出了基于不同机制和原理的各式显微镜。对于成像分辨率达到纳米级甚至是原子级的电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜而言，虽然分辨率很高，但是对成像条件和样品有严格的限制，特别是无法对活的生物样品成像，限制了在生物医学方面的应用。由于光学显微镜可以直接实时地观测样品并附带有丰富的功能成像信息(如颜色、透明度等)等特点，在生物医学等显微成像领域仍然具有不可替代的作用。随着现代生物技术的发展，人们需要观察的生物样品已经由生物个体，延伸到器官、组织、细胞、乃至单个分子水平。尤其随着核酸和蛋白质的化学分析技术的进一步发展，生命科学逐步转向分子生物学、分子免疫学、分子细胞学和分子遗传学等领域。这些技术研究对显徽镜的分辨能力以及成像条件提出了更高的要求，因此探索能从根本上突破衍射极限、获取更高分辨能力的光学超分辨成像方法，尤其是远场光学显微成像方法，已然成为生物医学领域一个非常关键的技术问题。在近几十年中，通过科研工作者的不断努力，一些新型的光学超分辨显微方法和技术被提出，并取得了突破性的进展，为纳米级生物样品的观测和研究带来了曙光。

2011年英国曼彻斯特大学的王增波小组搭建了在白光下用透明介质微球实现超分辨显微成像的模型，并指出能够实现超分辨的二氧化硅介质微球的直径需要在2-9微米之间，将微球直接放置于待测样品的表面之上，即可在普通光学显微镜下实现超分辨成像。显微镜工作在白光模式，在透射模式下，采用直径为4.74um的透明介质微球，成功对50nm直径和间隔孔的鱼网镀金阳极氧化铝膜样品进行了成像；在反射模式下，通过二氧化硅微球清晰的看到了蓝光DVD光盘保护膜表面100纳米宽的纹，成功打破了衍射极限的限制。

微球透镜结合光学显微镜可以实现超分辨成像。但是现有一般采用将微球透镜浸没在液体中来成像，这种成像方式会污染样品表面，且浸没液体的深度对微球透镜的成像质量也会产生影响；另外，对于沟槽结构内侧壁上超分辨图像的观测，由于沟槽另一侧壁遮挡了显微镜的光路，因此微球透镜不能对沟槽结构的内侧壁进行超分辨成像。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种微球透镜侧视超分辨成像装置。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种微球透镜侧视超分辨成像装置，包括显微镜、样品台、移动机构、探针以及侧视复合透镜，所述样品台位于所述显微镜的下方，所述探针安装在所述移动机构上，所述侧视复合透镜包括浸没介质、连接在所述浸没介质上的微球透镜和光学反射镜，所述浸没介质与所述探针相连接。

作为本发明的进一步改进，所述浸没介质为紫外光固化胶或聚二甲基硅氧烷胶。

作为本发明的进一步改进，所述微球透镜半浸没在所述浸没介质中。

作为本发明的进一步改进，所述微球透镜为钛酸钡微球透镜。

作为本发明的进一步改进，所述微球透镜的直径为50μm。

作为本发明的进一步改进，所述光学反射镜与水平方向的夹角为45°。