सरफस

डीएनए बायोचिप की 3डी सरफस छवि।

सरफस प्रकाशिक मात्रात्मक प्रतिबिम्बन पद्धति है जो निम्नलिखित के सहयोग पर आधारित है:

• पार ध्रुवीकरण विन्यास में एक सीधा या उलटा प्रकाशिक माइक्रोस्कोप और
• विशिष्ट सहायक प्लेटें - जिन्हें सर्फ कहा जाता है - जिस पर निरीक्षण करने के लिए प्रारूप जमा किया जाता है।

सरफस प्रत्योक्षकरण एक सतह पर ध्रुवीकृत प्रकाश के प्रतिबिंब गुणों के पूर्ण नियंत्रण पर आधारित है, जो इसके पार्श्व विश्लेषण को कम किए बिना लगभग 100 के कारक द्वारा प्रकाशिक माइक्रोस्कोप की अक्षीय संवेदनशीलता में वृद्धि की ओर जाता है। इस प्रकार यह नई तकनीक मानक प्रकाशिक माइक्रोस्कोप की संवेदनशीलता को बिंदु तक बढ़ा देती है कि वास्तविक समय में पतली झिल्ली (0.3 माइक्रोमीटर तक) और पृथक सूक्ष्म वस्तुएं प्रत्यक्ष रूप से देखना संभव हो जाता है, चाहे वह हवा में हो या पानी में हो।

सिद्धांत

Langmuir-Blodgett परतों (बिलेयर मोटाई: 5.4 एनएम) के सिलिकॉन वेफर और सर्फ पर क्रॉस पोलराइज़र के बीच मानक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के साथ अवलोकन

एक सर्फ (0) और एक सर्फ (1) पर नैनोस्केल नमूने पर प्रतिबिंब के बाद प्रकाश ध्रुवीकरण।

ध्रुवीकृत प्रकाश सुसंगतता पर वर्तमान ही के एक अध्ययन से तिर्यक ध्रुवण अवस्था में मानक प्रकाशिक माइक्रोस्कोपी के लिए विपरीत प्रवर्धन गुणों वाले नए समर्थन - सर्फ - के विकास की ओर अग्रसर होता है। एक अपारदर्शी या पारदर्शी आणविक पर प्रकाशिक परतों से बने, ये सहायक प्रतिबिंब के बाद प्रकाश ध्रुवीकरण को संशोधित नहीं करते हैं, भले ही घटना स्रोत का संख्यात्मक छिद्र महत्वपूर्ण हो। इस गुण को संशोधित किया जाता है जब प्रारूप एक सरफस पर उपस्थित होता है, तो अशून्य प्रकाश घटक का पता लगाया जाता है, जब विश्लेषक प्रारूप दिखाई दे रहा होता है।

इन सहायकों के प्रदर्शन का अनुमान प्रारूप के विषमता (C) के मापन से लगाया जाता है: C = (I₁-I₀)/(I₀+ I₁) जहां I₀ और I₁ मात्र सरफस और क्रमशः सरफस पर विश्लेषण किए गए प्रारूपों द्वारा परिलक्षित तीव्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक नैनोमीटर-झिल्ली की मोटाई के लिए, सरफस सिलिकॉन वेफर की तुलना में 200 गुना अधिक विषमता प्रदर्शित करते हैं।

यह उच्च विषमता वृद्धि 0.3nm तक मोटाई वाली झिल्लियों के मानक प्रकाशिक सूक्षमदर्शी के साथ-साथ सूक्ष्म-वस्तुएं (2nm व्यास तक) और बिना किसी प्रकार के प्रारूपों चिन्हित (न तो प्रतिदीप्ति, और न ही रेडियोधर्मी मार्कर) के बिना प्रत्योक्षकरण की अनुमति देती है। एक सिलिकॉन वफर पर और एक सरफस पर लंगोमिर-ब्लॉजेट संरचना झिल्लियों के त्रियक ध्रुवण के बिच प्रकाशिक सूक्ष्मदर्शी में अवलोकन के साथ विषमता बढ़ाने का एक उदाहरण इसके बाद दिया गया है।

प्रत्योक्षकरण के अतिरिक्त, वर्तमान के घटनाक्रमों ने विश्लेषण किए गए प्रारूपों की मोटाई माप तक पहुँचने की अनुमति दी है। सूक्ष्म-चरणों से बने अंशांकन मानक और विश्लेषित प्रारूपों के बीच एक वर्णमिति पत्राचार किया जाता है। वास्तव में, प्रकाशिक हस्तक्षेप के कारण, प्रारूप के आरजीबी (लाल, हरा, नीला) पैरामीटर और इसकी प्रकाशिक मोटाई के बीच संबंध उपस्थित है। यह विश्लेषित प्रारूपों के 3डी-प्रतिनिधित्व, प्रोफ़ाइल अनुभागों की माप, खुरदरापन और अन्य सामयिक मापों की ओर जाता है।

प्रायोगिक सेटअप

प्रायोगिक समूह के ऊपर सरल है: विशेषता वाले प्रारूपों को पारंपरिक सूक्ष्मदर्शी स्लाइड के स्थान पर एक सरफस पर मज्जन-लेपन, चक्रीय-लेपन, जमा नलिका, वाष्पीकरण ... जैसी सामान्य जमा तकनीकों द्वारा जमा किया जाता है। इसके बाद सहायक को सूक्ष्मदर्शी अवस्था पर रखा जाता है।

उपस्थित उपकरणों के साथ सिनर्जी

सरफस तकनीक को उपस्थित विश्लेषण उपकरण (परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम), रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, आदि) में नई कार्यात्मकताओं को जोड़ने के लिए एकीकृत किया जा सकता है, जैसे कि प्रकाशिक छवि, मोटाई माप, गतिज अध्ययन, और समय बचाने के लिए प्रारूप पूर्व-स्थानीयकरण के लिए भी और उपभोग्य वस्तुएं ( ऍफ़ऍम टिप्स, आदि) होती हैं।

अनुप्रयोग

नैनोस्ट्रक्चर की सरफस छवियां: 1. कोपोलिमर फिल्म माइक्रोस्ट्रक्चर (73 एनएम), 2. कार्बन नैनोट्यूब बंडल, 3. जलीय घोल में लिपिड वेसिकल्स, 4. गोल्ड डॉट्स की नैनोपैटर्निंग (50 एनएम)³).

जीवन विज्ञान

• जैविक झिल्लियां
• बायोचिप
• फॉस्फोलिपिड
• शीतल लिथोग्राफी
• सेल आसंजन

पतली झिल्ली और सतह के उपचार

• पॉलिमर झिल्लियां
• लंगोमिर-ब्लॉजेट झिल्लियां
• लिक्विड क्रिस्टल
• प्लाज्मा उपचार
• स्व-इकट्ठे मोनोलयर्स

नैनो सामग्री

• कार्बन नैनोट्यूब
• नैनोकण
• नैनोवायर्स
• ग्राफीन
• डीएनए अणु

लाभ

नैनोचरित्रकरण की सामान्य तकनीकों की तुलना में प्रकाशिक सूक्षमदर्शी के कई लाभ हैं। यह उपयोग में सरल है और सीधे प्रारूपों की कल्पना करता है। वास्तविक समय में विश्लेषण गतिज अध्ययन (वास्तविक समय क्रिस्टलीकरण, डीवेटिंग, आदि) की अनुमति देता है। आवर्धन का व्यापक विकल्प (2.5 से 100x) कई mm² से से कुछ दस µm^{2 देखने के क्षेत्र की अनुमति देता है | अवलोकन नियंत्रित वातावरण और तापमान में किया जा सकता है।}