Olympus는 UPlanFL 60X 및 100X 오일 아이리스 대물렌즈와 같은 고품질 광학 암시야 컴포넌트를 제공합니다. 이러한 대물렌즈를 오일 결합 암시야 콘덴서와 조합하면 표준 전송 광학 현미경에 비해 입자 탐지가 우수하고 신호 대 노이즈 비(SNR)가 큰 이미지를 생성합니다. 그러나 나노 연구 이미징의 필요성이 빠르게 확산되면서 더 좋은 암시야 성능에 대한 요구가 발생했습니다.
향상된 암시야 조명 기술 도입
이러한 요구에 부응하기 위해, CytoViva는 2005—미국 특허 7,542,203, 7,564,623 (2009)에서 향상된 암시야(EDF) 조명 기술을 도입했습니다. 이 기술은 표준 암시야 이미징 기술에 비해 SNR 성능을 거의 10배 향상시킵니다. 따라서 나노체 탐지 기능이 크게 향상됩니다.
CytoViva EDF 조명을 사용하면 투명 및 반투명 샘플 환경 범위에 있는 나노체를 라벨 등의 표시 없이 기본 상태에서 쉽고 빠르게 관찰할 수 있습니다. 이 기능은 아래의 그림 1에 나와 있습니다. 해당 이미지는 금나노 입자(AuNPs)로 가득 찬 저밀도 지질(LDL)에 노출된 대식세포(macrophage cells)를 보여줍니다.
그림 1a: 대식세포(macrophage cells) 내 LDL AuNPs의 향상된 암시야 이미지(60X)
그림 1b: 빨간색으로 강조된 삽입 영역의 4x 디지털 줌
그림 1c: 대조 세포 (macrophage cells)
나노 이미징의 새로운 가능성을 여는 향상된 암시야 조명
이렇게 향상된 성능은 새로운 가능성을 열었습니다. 이를 통해 연구자들은 투명도와 정확도가 향상된 다양한 반투명 샘플 매질에서 나노 입자를 광학적으로 이미지 처리할 수 있습니다. 해당 매질은 다음과 같습니다.
- 10~20nm의 플라즈모닉 입자(Au, Ag, Pt)
- 20~40nm의 금속 산화물(TiO2, Fe2O3, ZnO2)
- 40~60nm의 폴리머 입자
- 80~100nm의 지질
이 기술은 단일 및 다중벽 탄소 나노튜브와 같은 다른 나노 입자를 쉽게 이미징하는 데도 사용할 수 있습니다. 이 경우에도 이미징 이전에 라벨링이나 기타 특수 샘플 준비가 필요 없습니다. 또한 이 기술은 숙달하기 쉽습니다. 신규 사용자는 현미경 경험이 없어도 한 시간도 안 되어 고품질 이미지를 얻는 방법을 배울 수 있습니다.
향상된 암시야 조명: 작동 원리
이렇게 향상된 성능은 현미경 베이스를 통한 정상적인 광 경로를 우회한 결과입니다. 대신, 폐쇄형 시스템과 광 경로가 조명을 콘덴서로 직접 보내 광 경로의 형상을 광원에서 콘덴서의 입구 틈새까지로 고정합니다(그림 2a). 이 과정은 최대 광자 밀도를 샘플에 집중하여 SNR 이미징 성능을 향상합니다. 또한 이 설계는 콘덴서를 샘플의 원하는 이미징 평면에 집중하는 과정을 더 쉽고 일정하게 해줍니다.
그림 2a: CytoViva 향상된 암시야 조명기의 광 경로
EDF 설계는 콘덴서에 들어오는 빛을 시준하기도 합니다. 이렇게 하면 미광과 배경 노이즈가 줄어듭니다. 따라서, SNR 성능이 향상되어 시중의 일반 암시야 콘덴서에 비해 암시야 이미지가 최적화됩니다. EDF 조명기는 다음과 같이 다양한 Olympus 정립 및 도립 현미경과 호환됩니다.
CytoViva에서 개발한 EDF 조명기는 400~2200nm 범위에서 출력되는 다양한 광원에도 호환됩니다. 여기에는 형광 이미징용으로 최적화된 광원이 포함됩니다.
그림 2b: Olympus 정립 현미경에 설치된 CytoViva 향상된 암시야 조명기
향상된 암시야 조명 기술은 대체 에너지부터 화장품에 이르는 광범위한 나노 관련 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션에는 모두 각자의 고유한 요구사항이 있습니다. 그러나 이 모든 것은 다양한 생물 및 비생물 매질에 놓이기 때문에 라벨이 없는 본래의 상태에서 나노 입자의 형성, 기능화 및 위치를 광학적으로 관찰할 필요가 있습니다. 여기서 알 수 있듯이, 고품질 Olympus 현미경 장비와 결합한 CytoViva 향상된 암시야 조명기는 이러한 까다로운 애플리케이션에서 성공을 거두는 비결입니다.
