9. 什么显微镜能实时且无损地观察膜/涂层的形成与损伤?(生物膜、纳米材料、薄膜涂层、柔性电子、化工等)

发布日期:2023-12-04 16:28:11   作者 :小艾    浏览量 :466
小艾 发布日期:2023-12-04 16:28:11  
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什么显微镜能无损地观察生物膜进展?

  光学相干断层扫描 (Optical Coherence Tomography, OCT) 可以观察生物膜的介观尺度信息,无损,长时间观测。OCT成像精度为毫米级分辨率,尺寸为介观尺度(毫米量级)。

  世界上很多科学研究组都使用OCT成像来观测生物膜的形成过程、以及生物膜结构在复杂多变培养设置和环境中的改变过程。其优势的特性为快速至实时的全维度数据集获取能力、无需样品预处理的原位成像、以及对生物膜样品的无损和完整膜结构表征。同时,OCT成像系统具备紧凑的结构和移动的便携性,使得生物膜在培养仪器(如生物膜反应器)和运行条件(如水流)下可以被直接观测到,实时观测。因此,各种体系下的生物膜都可以通过OCT来成像,此优势是其他目前可用的成像模式所无法比拟的。

如图:生物膜结构成像应用中各种仪器的成像视场和尺度范围(图中的尺度范围不基于各成像技术的最小分辨率)

其他方法区别如下:

1,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)通常用于观测生物膜从单个细胞开始生长的形成过程。

2,共聚焦激光扫描显微镜 (Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM) 可用于观察生物膜的组分等微观尺度信息,但无法准确表征生物膜结构在介观尺度下的代表信息。

3,使用CLSM做生物膜的测量结果会引入很多不确定性,例如生物膜与凝集素结合的不确定性,荧光染料的穿透性和表达,荧光激发/发射衰减,荧光淬灭及其他。    有资料显示,从CLSM系统获取的图像堆中计算所得的生物膜的孔隙率等相关特征参数较之OCT相差较大,OCT的数据结果更为准确。

4,超声成像和X光计算微断层扫描等技术也被用于生物膜的介观尺度成像,但在进几十年内,大部分科学家比较倾向于选择磁共振显微技术(MRI/MRM) 来观测生物膜的三维图像。MRI/MRM具备生物膜、自由流水、固体和溶解物种的同时成像功能,但也具备一些不可避免的缺点,例如高运行成本和维护需求、长测量时间等。   在成像速度和分辨率方面,OCT都具备了优于MRI/MRM的性能。



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