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纳米结构在宽场、无标记超分辨率显微镜中的应用

DOI：10.1088/1674-1056/27/11/118704 期刊：Chinese Physics B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 超分辨率成像技术能够突破衍射极限解析细节，在生物医学、纳米材料科学和光电集成等众多科研与应用领域备受期待。迄今为止，学界已提出多种实现方案，其中宽场无标记超分辨显微技术因其对多样本类型的良好适用性、大视场(FOV)范围及高成像速度而不可或缺。近年来，纳米结构通过多样化的工作机制与构型设计，为宽场无标记亚衍射显微技术作出了关键贡献。本综述重点总结了超表面超透镜（基于双曲色散）、微球"纳米射流"结构以及基于空间频移效应的纳米线环照明显微技术等纳米结构在宽场无标记超分辨显微领域的最新应用，并探讨了当前技术的瓶颈问题及可能的解决方案。
作者： Xiaowei Liu，Chao Meng，Xuechu Xu，Mingwei Tang，Chenlei Pang，Qing Yang
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研究概述 实验方案

研究目的

回顾纳米结构在宽场、无标记超分辨率显微镜中的应用，重点关注超透镜、微球和纳米线环照明显微镜，并讨论瓶颈问题及解决方案。

研究成果

超透镜、微球和纳米线环照明等纳米结构通过探测高空间频率信息，实现了无需标记的宽场超分辨率显微成像。虽然分辨率、信噪比和视场等关键指标有望提升，但在信噪比、视场范围和实时成像方面仍存在挑战。未来发展方向包括在超透镜中采用增益材料、改进微球定位技术，以及集成扫描系统以实现非线性宽场超分辨率显微成像（NWRIM）的快速成像。

研究不足

这些技术仅限于表面检测，不具备深度三维成像能力。超透镜在放大倍数与成像速度之间存在权衡，工作波长范围有限且存在制造难题。微球技术视场角较小且存在定位困难。非线性全息共振成像需要多帧图像才能实现完整空间频率检测，这一过程可能较为耗时。

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