本申請(qǐng)涉及微透鏡光學(xué)成像，特別涉及一種微透鏡柔性薄膜、制作方法及超分辨率顯微光學(xué)成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光學(xué)顯微鏡的發(fā)展極大地促進(jìn)了生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步，為遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和生物工程技術(shù)從宏觀到微觀提供了卓越的觀察工具。由于光學(xué)衍射的限制，傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的成像分辨率受到限制。近年來(lái)，研究者們發(fā)現(xiàn)微米尺寸的微球透鏡具有超分辨率成像能力，同時(shí)又具有傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡可實(shí)時(shí)、無(wú)損、穿透性、免標(biāo)記成像的優(yōu)勢(shì)。然而，微透鏡在超分辨率成像中的應(yīng)用受到自身尺寸的限制，成像視場(chǎng)大約為幾十微米。為了進(jìn)一步提高成像效率、擴(kuò)大成像范圍，有必要制作并使用含有更多微球的微透鏡陣列進(jìn)行同時(shí)成像。

2、自主裝技術(shù)是一種高效的陣列化微納結(jié)構(gòu)制備手段。目前，微球陣列化自主裝可以通過(guò)滴鑄、垂直沉積、自旋涂層、靜電、電動(dòng)和電流體相互作用、空氣/水和油/水界面自組裝等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，這些方法制造過(guò)程繁瑣，并且主要適用于納米至幾個(gè)微米的小尺寸微球，對(duì)于適用于光學(xué)超分辨率成像的幾十微米至百微米尺寸微球的自主裝方法缺乏研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，有必要針對(duì)當(dāng)前的單個(gè)微球超分辨率光學(xué)成像技術(shù)中成像視野受限，成像效率不足的問(wèn)題的技術(shù)缺陷提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)白光下的超分辨率、實(shí)時(shí)、大范圍成像的微透鏡柔性薄膜、制作方法及超分辨率顯微光學(xué)成像系統(tǒng)。

2、為解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)采用下述技術(shù)方案：

3、本申請(qǐng)目的之一，提供了一種微透鏡柔性薄膜的制作方法，包括下述步驟：

4、將分散有微球干粉的水溶液滴加至基底表面；

5、傾斜所述基底使所述水溶液在重力作用下沉積在所述基底一側(cè)以形成微透鏡陣列；

6、待所述水溶液蒸發(fā)后，在分散有所述微透鏡陣列的基底上旋涂混合有固化劑的聚二甲基硅氧烷并進(jìn)行熱固化處理以形成微透鏡柔性薄膜；

7、將所述微透鏡柔性薄膜從所述基底上剝離。

8、在其中一些實(shí)施例中，在進(jìn)行將分散有微球干粉的水溶液滴加至基底表面的步驟之前，還包括下述步驟：

9、將基底在氧等離子體清潔器中進(jìn)行親水性處理，以使得微球在所述基底上均勻自組裝，形成單層。

10、在其中一些實(shí)施例中，所述基底為玻璃蓋玻片。

11、在其中一些實(shí)施例中，所述微球?yàn)椴Ａ⑶?，折射率?.3～2.2。

12、在其中一些實(shí)施例中，在傾斜所述基底使所述水溶液在重力作用下沉積在所述基底一側(cè)以形成微透鏡陣列的步驟中，所述基底傾斜角度為10～20°，所述微透鏡陣列形成在所述基底一側(cè)并以六角形緊密排列。

13、在其中一些實(shí)施例中，在待所述水溶液蒸發(fā)后，在分散有所述微透鏡陣列的基底上旋涂混合有固化劑的聚二甲基硅氧烷并進(jìn)行熱固化處理以形成微透鏡柔性薄膜的步驟中，所述固化劑與所述聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為1:10～1:7。

14、在其中一些實(shí)施例中，所述熱固化處理的溫度為50℃～100℃。

15、本申請(qǐng)目的之二，提供了一種微透鏡柔性薄膜，由任一項(xiàng)所述的制作方法制備得到。

16、本申請(qǐng)目的之三，提供了一種超分辨率顯微光學(xué)成像系統(tǒng)，包括所述的微透鏡柔性薄膜，所述微透鏡柔性薄膜置于待觀測(cè)樣品的上方。

17、在其中一些實(shí)施例中，包括光學(xué)顯微鏡，所述光學(xué)顯微鏡為反射模式正置光學(xué)顯微鏡，所述反射模式正置光學(xué)顯微鏡包括樣品臺(tái)，所述待觀測(cè)樣品放置于樣品臺(tái)上。

18、本申請(qǐng)采用上述技術(shù)方案，其有益效果如下：

19、本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈⑼哥R柔性薄膜及其制作方法，將分散有微球干粉的水溶液滴加至基底表面，傾斜所述基底使所述水溶液在重力作用下沉積在所述基底一側(cè)以形成微透鏡陣列，待所述水溶液蒸發(fā)后，在分散有所述微透鏡陣列的基底上旋涂混合有固化劑的聚二甲基硅氧烷并進(jìn)行熱固化處理以形成微透鏡柔性薄膜，將所述微透鏡柔性薄膜從所述基底上剝離，得到微透鏡柔性薄膜，本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈⑼哥R柔性薄膜及其制作方法，通過(guò)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單高效自主裝方法形成整齊的密排微透鏡陣列，并將其固定成柔性薄膜增加其可移植性，將該微透鏡陣列膜與傳統(tǒng)光學(xué)顯微成像系統(tǒng)耦合，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)微球在亞衍射極限分辨率下的平行成像，解決了單個(gè)微球超分辨率光學(xué)成像技術(shù)中成像視野受限，成像效率不足的問(wèn)題，提高了成像效率，減少了成像次數(shù)，擴(kuò)大了成像范圍，實(shí)現(xiàn)白光下的超分辨率、實(shí)時(shí)、大范圍成像。

技術(shù)特征：

1.一種微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，包括下述步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，在進(jìn)行將分散有微球干粉的水溶液滴加至基底表面的步驟之前，還包括下述步驟：

3.如權(quán)利要求1或2所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，所述基底為玻璃蓋玻片。

4.如權(quán)利要求1所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，所述微球?yàn)椴Ａ⑶?，所述玻璃微球的折射率?.3～2.2。

5.如權(quán)利要求1所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，在傾斜所述基底使所述水溶液在重力作用下沉積在所述基底一側(cè)以形成微透鏡陣列的步驟中，所述基底傾斜角度為10～20°，所述微透鏡陣列形成在所述基底一側(cè)并以六角形緊密排列。

6.如權(quán)利要求1所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，在待所述水溶液蒸發(fā)后，在分散有所述微透鏡陣列的基底上旋涂混合有固化劑的聚二甲基硅氧烷并進(jìn)行熱固化處理以形成微透鏡柔性薄膜的步驟中，所述固化劑與所述聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為1:10～1:7。

7.如權(quán)利要求6所述的微透鏡柔性薄膜的制作方法，其特征在于，所述熱固化處理的溫度為50℃～100℃。

8.一種微透鏡柔性薄膜，其特征在于，由權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的制作方法制備得到。

9.一種超分辨率顯微光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求8所述的微透鏡柔性薄膜，所述微透鏡柔性薄膜置于待觀測(cè)樣品的上方。

10.如權(quán)利要求9所述的超分辨率顯微光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括光學(xué)顯微鏡，所述光學(xué)顯微鏡為反射模式正置光學(xué)顯微鏡，所述反射模式正置光學(xué)顯微鏡包括樣品臺(tái)，所述待觀測(cè)樣品放置于樣品臺(tái)上。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈⑼哥R柔性薄膜及其制作方法，將分散有微球干粉的水溶液滴加至基底表面，傾斜所述基底使所述水溶液在重力作用下沉積在所述基底一側(cè)以形成微透鏡陣列，待所述水溶液蒸發(fā)后，在分散有所述微透鏡陣列的基底上旋涂混合有固化劑的聚二甲基硅氧烷并進(jìn)行熱固化處理以形成微透鏡柔性薄膜，將所述微透鏡柔性薄膜從所述基底上剝離，得到微透鏡柔性薄膜，本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈⑼哥R柔性薄膜及其制作方法，通過(guò)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單高效自主裝方法形成整齊的密排微透鏡陣列，并將其固定成柔性薄膜增加其可移植性，將該微透鏡陣列膜與傳統(tǒng)光學(xué)顯微成像系統(tǒng)耦合，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)微球在亞衍射極限分辨率下的平行成像。

技術(shù)研發(fā)人員：楊慧,張?zhí)靾?張翊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14