MW顯微鏡載物臺和生物、化學傳感器應用結(jié)合

時間：2022-08-26

德國Marzhauser Wetzlar公司的MW顯微鏡電動平臺具有大行程和高精準度的特點，應用于各種科研實驗中，它是顯微鏡實驗中不可或缺的一部分。這篇文章介紹了Marzhauser顯微鏡電動平臺在生物和化學傳感器中的應用。

MW顯微鏡載物臺在生物醫(yī)學傳感器中的應用

MDPI的一篇文章報道了MW顯微鏡自動平臺在生物醫(yī)學傳感器中的應用，文章名為Tak, Y.-O.; Park, A.; Choi, J.; Eom, J.; Kwon, H.-S.; Eom, J.B. Simple Shading Correction Method for Brightfield Whole Slide Imaging. Sensors 2020, 20, 3084.

光州科學技術學院（Gwangju Institute of Science and Technology）發(fā)表的這篇文章的中文標題可以翻譯為：明場全玻片成像的簡單陰影校正方法。整張載玻片成像 (WSI) 是指創(chuàng)建整張載玻片的高分辨率數(shù)字圖像的過程。由于數(shù)字圖像通常是通過拼接從不同視場獲取的圖像序列來產(chǎn)生的，圖像的視覺質(zhì)量可能會由于陰影失真而降低，這會在圖像上產(chǎn)生黑色格子圖案。提出了一種明場 WSI 的陰影校正方法，該方法簡單但魯棒，不僅可以抵抗由灰塵和氣泡斑點引起的典型圖像偽影，還可以抵抗固定模式噪聲或均勻照明下像素值的空間變化。所提出的方法主要包括兩個步驟。第一步從一堆輸入圖像序列中構(gòu)建陰影失真模型的候選者。第二步從候選中選擇較優(yōu)模型。這篇文章將介紹一種較加**的方法。

自主開發(fā)的WSI設備的設置示意圖如圖1所示。該設備包括四個模塊：將明場光投射到樣品上的科勒照明、沿 x 和 y 軸移動樣品的電動 XY 載物臺、用于調(diào)整物鏡焦點的壓電載物臺和用于采集樣品的相機模塊圖片。我們使用一個光源、兩個透鏡（L1 和 L2）和一個聚光透鏡 (CL) 建立了科勒照明，以產(chǎn)生均勻的照明并確保光源在獲取的圖像中不可見。光源是白色發(fā)光二極管 (LED) (MNWHL4, Thorlabs, Newton, NJ, USA)。一個 40×0.75NA 物鏡（MRH00401，Nikon，Tokyo，Japan）和管透鏡（TTL200，Thorlabs，Newton，NJ，USA）位于聚光鏡和相機之間，以將樣品的放大圖像投射到傳感器平面上相機。

使用像素大小為7μm的相機（CP80-4-C500，Optronis，Kehl，Germany）獲取樣品的圖像。用于調(diào)整物鏡焦平面的壓電平臺（PD72Z4CAQ，Physik Instrumente (PI)，Karlsruhe，Germany）用于相機獲取聚焦圖像；MW顯微鏡載物臺（SCAN 75×50, M?rzh?user Wetzlar, Germany)，沿 x 和 y 軸移動載玻片，用于掃描整個載玻片。實驗中使用的相機圖像大小為2304×1720像素，FOV為400μm×300微米。相機、電動 XY 載物臺和壓電載物臺由自主開發(fā)的軟件控制，自動生成數(shù)字幻燈片圖像，該軟件在具有 32 GB 內(nèi)存的 Intel Core i7-4790 CPU 上執(zhí)行。

Marzhauser顯微鏡電動平臺在生物傳感器和生物電子器件中的研究

MDPI的一篇文章報道了MarzhauserWetzlar顯微鏡電動平臺在生物傳感器和生物電子器件中的研究，文章名為Petrovszki, D.; Krekic, S.; Valkai, S.; Heiner, Z.; Dér, A. All-Optical Switching Demonstrated with Photoactive Yellow Protein Films. Biosensors 2021, 11, 432.

塞格德大學（University of Szeged）發(fā)表的這篇文章的中文標題可以翻譯為：用光敏黃色蛋白質(zhì)薄膜演示全光開關。集成光學 (IO)是光子學領域，專注于制造與集成電子產(chǎn)品類似的電路，但在光學基礎上工作以建立較快的數(shù)據(jù)傳輸和處理方式。目前，IO的較大任務是尋找或制造具有適當非線性光學特性的材料，以作為IO電路中的有源元件。較近有人提出在 IO 中使用生物材料，為此研究的**種材料是蛋白質(zhì)細菌視紫紅質(zhì)。然而，從那時起，其他蛋白質(zhì)也被考慮在內(nèi)，例如光敏黃色蛋白 (PYP)。在我們目前的工作中，我們**直接展示了PYP薄膜與IO Mach-Zehnder干涉儀 (MZI) 相結(jié)合的全光切換能力。通過利用PYP反應循環(huán)中的光反應，我們還展示了激發(fā)光束的組合如何引入額外的自由度來控制設備的操作。根據(jù)我們的結(jié)果，我們討論了如何在未來的IO應用程序中利用PYP的特殊優(yōu)勢。

實驗裝置的示意圖如上所示。作為測量光（稱為探測光），我們使用綠色激光二極管（532nm，50mW，Roithner，Wien，Austria），通過單模光纖（S630）耦合到單模MZI內(nèi)部-HP，Thorlabs GmbH，德國呂貝克）。使用MW顯微鏡自動平臺（DC-3K，M?rzh?user Wetzlar，Germany）將光纖定位到 MZI 的輸入端，并使用光敏聚合物膠（OP-66-LS，Dymax Europe GmbH，Wiesbaden，德國）。使用相同的方法將光從設備中耦合出來。在干燥之前，將PYP-甘油混合物的儲備溶液移液到干涉儀的兩個臂上，以約1mm的直徑貼片。為了激發(fā)和控制PYP光循環(huán)，我們使用了兩種不同的連續(xù)激光束（445nm、4/44mW和405 nm、21.7mW在樣品處）。激發(fā)的持續(xù)時間在2到14秒之間變化。PYP薄膜沉積在MZI的兩個臂上，但一次只有一個臂被激發(fā)。為了調(diào)整MZI的偏置點，加熱絲的電壓在0-4.6V之間變化。

為了測量 MZI 的傳輸特性，將其輸出耦合到光纖，將測量光引導到光電倍增管（H5783-01，Hamamatsu，日本），信號從該光電倍增管傳輸?shù)綌?shù)字示波器（LeCroy）并由其記錄9310-L, LeCroy, Chestnut Ridge, NY, USA)。電熱絲上的電壓由可變直流電源（VLP 2403pro, Konrad Electronics, Hirschau, Germany）控制。在每次測量期間，環(huán)境溫度保持在 23°C，相對濕度為 33%。

MW顯微鏡電動平臺在光學化學傳感器和生物傳感器中的應用

MDPI的一篇文章報道了MW顯微鏡電動平臺在光學化學傳感器和生物傳感器中的應用，文章名為Faglia, G.; Ferroni, M.; Dang, T.T.L.; Donarelli, M.; Rigoni, F.; Baratto, C. Vertically Coupling ZnO Nanorods onto MoS2 Flakes for Optical Gas Sensing. Chemosensors 2020, 8, 19.

布雷西亞大學（Università degli Studi di Brescia）發(fā)表的這篇文章的中文標題可以翻譯為：將ZnO納米棒垂直耦合到MoS₂薄片上用于光學氣體傳感。由層狀一維 (1D) 和二維 (2D) 材料組成的混合結(jié)構(gòu)通過建立具有多功能層狀結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)開辟了新的視角和機會，并導致了引人入勝的基本現(xiàn)象和**器件。我們成功地通過磁控濺射在通過剝離獲得的二維 MoS 2薄片上沉積了垂直排列的一維 ZnO 納米棒，保留了二維材料的結(jié)構(gòu)。對混合結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光 (PL) 光學特性進行了評估，以開發(fā)非接觸式光學化學傳感器。

PL 和拉曼光譜是使用來自 Horiba 的模塊化微拉曼共聚焦系統(tǒng)收集的，該系統(tǒng)配備單個光柵單色器和 Peltier 冷卻電荷耦合器件相機。作為激發(fā)源，我們采用了 325 nm (PL)/442 nm (Raman) 波長的 Kimmon IK5451RE 固態(tài)激光器，標稱功率為 10 mW/50 mW。平凸透鏡（焦距 100 mm）和一組 UV 中性密度濾光片降低了樣品上的功率密度，以避免光漂白以及激光線上的干涉濾光片和信號上的邊緣濾光片。垂直于樣品采集光譜。樣品安裝在MW顯微鏡電動平臺 M?rzh?user Wetzlar Tango 3 模型上，允許步長為 100 nm。對于拉曼光譜，我們采用了 100X 物鏡和 1800 l/mm 光柵。

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詞條
詞條說明
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