超短脉冲激光多光子电离显微术研究

基本信息
批准号:11274185
项目类别:面上项目
资助金额:90.00
负责人:朱晓农
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨建军,王明伟,张楠,包文霞,徐智君,杨景辉,朱海波,赵波
关键词:
非线性光学显微术多光子电离飞秒激光无标记成像
结项摘要

Unstained high resolution or ultra-high resolution optical microscopic imagining technologies are of essential importance to the development of cell biology and biophotonics, and are also critical for new breakthroughs in life science and modern medicine researches. Based on the ionization characteristics of different substances and material structures, a new type of nonlinear microscopic imagining method can be formed, which is the so-called ultrashort pulse laser induced ionization microscopy. Such a new nonlinear imagining method is fluorophore-free and ubiquitous for a broad variety of applications. This current currently proposed project aims at further study of the fundamental scientific principles and applicability of the femtosecond laser multiphoton ionization microscopy so that a solid foundation for the instrumentation of this novel technique can be established for microscopic imagining of biological cells and analysis of micro- and nano- materials. In the proposed project, both experimental and theoretical investigations of laser ionization microscopy applied to different types of biological cells and micro- nano-materials will be performed. It is expected that a complete evaluation of the key technical advantages and application potentials in terms of molecule specialty, detection sensitivity, and spatial resolution of ultrashort pulse laser multiphoton ionization microscopy will be obtained.

无标记、高分辨或超高分辨光学显微成像技术对细胞生物学和生物光子学的发展、实现生命科学和现代医学研究的新突破具有重大意义。基于物质不同结构或不同组份所表现出的不同电离特性来实现显微成像的超短脉冲激光电离显微术是一种新型的、无需荧光标记物从而能够具有材料普适性的非线性光学显微成像方法。本项研究旨在对由本课题组提出的飞秒激光多光子电离显微术的科学原理和适用范围开展深入的研究和探索,为下一步构建可直接用于生物细胞成像和微纳米尺度材料分析的超短脉冲激光电离显微镜实用化仪器打下一个牢固的前期基础。项目将通过开展不同类型的生物细胞和微纳结构材料的激光电离成像实验以及相关理论分析实现对超短脉冲激光多光子电离显微术的特异性、灵敏度和空间分辨率等核心技术指标的一个全面的评估和界定。

项目摘要

利用超短脉冲激光高峰值功率的特点,在待测样品表面或大带隙的透明材料内部通过多光子电离过程产生空气或样品电离,记录不同位置处的电离信号,即可获得与待测样品表面形貌、化学组分相关的显微图像。本项目在对超短脉冲激光多光子电离显微系统优化设计的基础上,成功搭建了一台由计算机程序控制的电离显微成像样机。利用该成像系统样机,通过实验研究发现,多光子电离显微成像的横向分辨率可达100 nm量级(金属样品),并且具有远大于聚焦脉冲瑞利长度的景深,可在保持高的横向分辨率的同时对透明样品不同深度处的细节实现同时成像。实验还发现,超短脉冲激光的色散,即脉冲时域强度分布对电离显微成像质量具有重要影响,具有残余二阶和正三阶色散的激光脉冲具有更好的电离成像结果。利用搭建的电离显微成像系统样机,对包括电介质材料、金属材料以及生物细胞进行了优于光学显微的清晰成像,还可对透明样品进行不同深度处的层析成像。本项目研究的超短激光脉冲多光子电离显微技术因其明显优于传统光学显微技术的分辨率、大景深、优秀的化学组分分辨能力以及可在液体/气体环境下工作的特点,必将在显微成像和微纳尺度材料特性的研究方面发挥重要作用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

DOI:10.3870/j.issn.1001-4152.2021.10.047
发表时间:2021
3

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
4

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
5

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018

朱晓农的其他基金

批准号:60378007
批准年份:2003
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:60637020
批准年份:2006
资助金额:180.00
项目类别:重点项目

相似国自然基金

1

超短脉冲光场感应电离台上软X射线激光研究

批准号:69688003
批准年份:1996
负责人:王骐
学科分类:F0506
资助金额:12.30
项目类别:专项基金项目
2

用超短超强激光脉冲产生等离子体光子晶体及其应用

批准号:10605038
批准年份:2006
负责人:银燕
学科分类:A2902
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

小分子体系激光多光子电离谱的研究

批准号:18670759
批准年份:1986
负责人:陈文驹
学科分类:A24
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
4

光电离显微术的开轨道理论

批准号:11474079
批准年份:2014
负责人:赵力波
学科分类:A2106
资助金额:80.00
项目类别:面上项目