【摘 要】
:
光学显微镜自诞生开始便与生命科学联系在一起,打开了人类认识微观世界的大门,其中里程碑式的发展便是荧光显微镜的发明。然而衍射极限的存在使得传统的光学显微镜不能分辨得出尺度在200纳米以下的物体。想要超越这个分辨率极限,科学家们发展了各种超分辨显微术。但是这些超分辨方法都是基于荧光探针的,而荧光有其固有的缺陷。因此我们提出了利用拉曼散射来做超分辨显微成像。拉曼光谱被誉为分子指纹谱,因为其通过振动转动能
论文部分内容阅读
光学显微镜自诞生开始便与生命科学联系在一起,打开了人类认识微观世界的大门,其中里程碑式的发展便是荧光显微镜的发明。然而衍射极限的存在使得传统的光学显微镜不能分辨得出尺度在200纳米以下的物体。想要超越这个分辨率极限,科学家们发展了各种超分辨显微术。但是这些超分辨方法都是基于荧光探针的,而荧光有其固有的缺陷。因此我们提出了利用拉曼散射来做超分辨显微成像。拉曼光谱被誉为分子指纹谱,因为其通过振动转动能级反映了物质分子的结构。传统的拉曼散射成像都是采用了点扫描加光谱仪的形式,更新锐的则是利用相干拉曼光加点扫描。而宽场拉曼的实现只能通过线扫描或者光纤集束的方式。我们提出了一种新型的实现宽场拉曼显微成像方法,将超分辨结构光显微术与可调滤波器做结合,既可以得到超分辨的显微图像,也可以获得拉曼光谱信息。超分辨结构光显微术来自于对莫尔条纹的应用,通过将频域上的高频信息调制到光学显微镜的OTF内,再利用SIM的算法解调出高频信息,进而拼接重建为超分辨的显微图像。在本文的工作中,我们在奥林巴斯IX73倒置显微镜的机架上,使用532nm波长的单纵模激光器作为光源,基于DMD所产生的条纹结构光,搭建了一套宽场拉曼超分辨结构光显微系统。这套系统使用了DMD作为产生条纹结构光的器件,因为其具有刷新速度快,承载激光功率高的优点。样品方面则是使用了SERS颗粒。这种SERS颗粒中包含了一种gap模式的结构,可以更加高效的利用SERS增强,便于对其进行拉曼散射成像。同时,因为SIM天然是宽场成像的,普通的光谱仪并不是宽场的,不能接在SIM的滤光片的位置,所以我们搭建了一个可调窄带滤波器,并用该滤波器取代了光谱仪在传统拉曼光谱成像的位置。该滤波器是由一组特殊的滤光片构成,其截止频率随着入射光角度的改变而改变,调整这组滤波片的角度便可以选取出适当的拉曼峰波段,而且可以达到2nm的窄带宽。因为不是光栅式的色散器件,所以这个滤波器可以直接接在SIM系统滤光片的位置,并让整个系统成为宽场拉曼超分辨结构光显微系统。在这套系统上我们分别对荧光和拉曼分子做了成像实验,证明其分辨率可以达到110nm的水平,这符合我们设计的要求。
其他文献
C-C键偶联反应在有机反应中应用非常广泛,它能够通过简单的反应将分子变为复杂的化合物,而过渡金属催化的C-C键偶联反应被大量应用于复杂化合物的合成。可见光作为一种清洁能源,其诱导催化的氧化还原反应策略广泛应用于有机小分子的合成,并且成功构建C-C键反应。随着对绿色化学的要求,如何寻找高效清洁的绿色催化合成策略则成为至关重要的问题,我们的解决方法是将催化剂负载到新型的材料上实现催化剂的回收利用。本论
人类社会的高速发展面临着日益严重的能源短缺的问题,而光电催化分解水技术有望解决这一难题。数十年来,人们一直致力于研究光电催化分解水的光电极材料。赤铁矿(α-Fe2O3)由于禁带宽度合适、储量丰富、无毒和价格低廉等优点受到广泛关注和研究,但光吸收系数小、水氧化速度缓慢、载流子迁移率低以及空穴扩散距离短等劣势导致其光电催化性能较低,光电流密度远远低于理论值。因而,通过改性α-Fe2O3提高其光催化性能
环境议题一直以来都是建筑学中的重要议题,从班纳姆的环境调控,到迪恩霍克斯对于选择型环境模式的发展,再到环境的建构。建筑学科的进步总是伴随着社会变革、历史事件以及优秀样本的发现。在2020年新冠肺炎疫情的冲击下,环境议题又将会是建筑学科关注的重点。正是在这样的背景下,笔者试图通过选取台湾地区的早期现代主义建筑作为样本进行分析,期冀在前人的理论基础上做一些样本验证的工作,并梳理其中可能存在的设计原则从
固态电解质以其高安全性、适用于高能量密度电池等优点而备受关注。单一类型的固态电解质由于锂离子传导率低、与电极的固-固界面接触性差、对强还原性电极的电化学稳定性差等问题,难以实际应用。目前聚合物/氧化物复合固态电解质被广泛研究,聚合物固态电解质起到改善固-固界面接触、保护氧化物固态电解质不受强还原性电极影响等作用,氧化物固态电解质则增大机械强度、利用表面氧空位促进锂盐解离来提高锂离子传导性能。本论文
政治脏手问题作为被当代道德与政治哲学家广泛探讨的议题,这为我们重新思考道德与政治的复杂关系提供了重要的、当代的视角。这不仅关系着道德规则在政治生活中何以可能,形塑民众对于政治本质的认识,进而戏剧性地对于政治主体能否过一种道德生活发起了挑战。政治脏手的现代缘起来自于马基雅维里的创见,而当代道德与政治哲学家探讨脏手困境的政治社会基础也伴随着对于马基雅维里问题的深刻反思与回应。本文聚焦于政治脏手困境,尝
计算机病毒的扩散、传染病的传播与控制以及社交媒体上舆论的爆发等信息扩散现象可以抽象成网络上的传播过程。为了阻止或加速网络上这种传播行为,需要选择一系列重要节点,人为地对其施加控制策略。传统重要节点检测算法主要通过网络的拓扑结构,以节点中心性排序来选择重要节点,但在大规模网络中这些算法往往效果不稳定。本文从大规模网络的控制问题出发,结合真实网络数据,分析了复杂网络的牵制控制问题,提出了一个复杂度较低
自然语言问答是计算机领域长期以来的热门研究话题。近年来,随着网络上结构化知识的增多,基于知识库的问答KBQA的重要性与实际应用价值逐渐体现。然而,知识库问答存在诸多困难与挑战,其中最主要的两个困难一是自然语言的理解,二是自然语言与知识库结构化知识的不一致性。针对这些困难,本文提出了一种结构优先的知识库问答技术,并以此构建了一个结构优先知识库问答系统SFQA。为了更好地理解与表示自然语言问句,本文提
节能减排是实现可持续发展的要求之一,建筑节能和汽车节能是节能减排的重要组成部分。降低室内和车内能耗是目前全世界都在关注的一个问题,窗体玻璃是室内与外界或者车内与车外进行能量交换的主要通道,是减少能耗的重要研究领域之一。而改善窗体玻璃的光谱选择性使其保持高透明度的前提下拥有较好的近红外光屏蔽能力是最科学有效的方法之一。目前,应用于改善窗体玻璃的隔热性能的材料有氧化铟锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)、
甲醛是一种普遍存在的室内空气有机污染物,严重影响到人们的身体健康,因此去除室内甲醛对于人类安全健康是至关重要的。催化氧化技术是一种十分有效的甲醛去除方法,甚至在室温下即可将甲醛转化为水和二氧化碳,具有高效节能、环境友好等优点,具有广阔应用前景。其中,贵金属催化剂性能优越,是目前最理想的甲醛净化方法。贵金属催化剂的催化性能与制备方法有着很大的关系,超临界流体具有零表面张力、高扩散系数及低粘度系数等优
近年来,随着人们对有机材料光、电、磁性质的认识加深,有机光电功能材料受到全球学术界和工业界关注。有机光电功能材料是一类具有独特化学及物理性质的有机小分子、高分子、超分子材料,从本质上讲,它们也可以被视为一类有机颜料。这类分子结构都具有相同的特点:π-π共轭键和发色基团,吸收谱范围在紫外、可见及红外区域,并且在吸收的同时发射荧光或者磷光。这类分子在光、电、热等作用下可表现出不同应用价值的新特性,这些