Published November 5, 2015
| Version v1
Publication
Open
Improving image contrast in fluorescence microscopy with nanostructured substrates
- 1. Université Paris-Saclay
- 2. Centre National de la Recherche Scientifique
- 3. University of Buenos Aires
Description
Metallic and dielectric nanostructures can show sharp contrasted resonances, sensitive to the environment, and high field enhancement in sub-wavelength volumes.For this reason, these structures are commonly used as molecular sensors.Only few works have focused on their application in optical microscopy, in particular in superresolution.In this work we have designed, fabricated and optically tested a nanostructured TiO 2 substrate, fabricated by direct embossing of TiO 2 derived film, as a substrate for fluorescence microscopy.Moreover, using numerical simulations, we have compared the signal to background noise with respect to other metallo-dielectric structures.We show that the TiO 2 structure is a good candidate for reducing the thickness of the fluorescence excitation down to ~100 nm.Therefore, this substrate can be used to obtain Total Internal Reflection (TIRF) axial resolution without a TIRF-Microscopy system.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن تظهر البنى النانوية المعدنية والعازلة رنينًا متباينًا حادًا، وحساسًا للبيئة، وتعزيزًا عالٍ للمجال في أحجام الطول الموجي الفرعي. لهذا السبب، تستخدم هذه البنى بشكل شائع كأجهزة استشعار جزيئية. وقد ركزت أعمال قليلة فقط على تطبيقها في المجهر البصري، ولا سيما في الدقة الفائقة. في هذا العمل، قمنا بتصميم وتصنيع واختبار بصري لركيزة TiO 2 المهيكلة بحجم النانو، والتي تم تصنيعها عن طريق النقش المباشر للفيلم المشتق من TiO 2، كركيزة للمجهر الفلوري. علاوة على ذلك، باستخدام المحاكاة العددية، قمنا بمقارنة الإشارة إلى ضوضاء الخلفية فيما يتعلق بالبنى الفلزية الفلزية الأخرى. نظهر أن هيكل TiO 2 مرشح جيد لتقليل سمك الإثارة الفلورية إلى ~100 نانومتر. وبالتالي، يمكن استخدام هذه الركيزة للحصول على دقة محورية للانعكاس الداخلي الكلي (TIRF) دون نظام TIRF - Microscopy.Translated Description (French)
Les nanostructures métalliques et diélectriques peuvent présenter des résonances fortement contrastées, sensibles à l'environnement et une amélioration élevée du champ dans les volumes sub-longueur d'onde. Pour cette raison, ces structures sont couramment utilisées comme capteurs moléculaires. Seuls quelques travaux se sont concentrés sur leur application en microscopie optique, en particulier en super-résolution. Dans ce travail, nous avons conçu, fabriqué et testé optiquement un substrat de TiO 2 nanostructuré, fabriqué par gaufrage direct d'un film dérivé de TiO 2, comme substrat pour la microscopie à fluorescence. De plus, à l'aide de simulations numériques, nous avons comparé le signal au bruit de fond par rapport à d'autres structures métallodiélectriques. Nous montrons que la structure de TiO 2 est un bon candidat pour réduire l'épaisseur de l'excitation de fluorescence jusqu'à ~100 nm. Par conséquent, ce substrat peut être utilisé pour obtenir une résolution axiale de réflexion interne totale (TIRF) sans système TIRF-Microscopie.Translated Description (Spanish)
Las nanoestructuras metálicas y dieléctricas pueden mostrar resonancias contrastadas agudas, sensibles al medio ambiente y una alta mejora del campo en volúmenes de sublongitud de onda. Por esta razón, estas estructuras se utilizan comúnmente como sensores moleculares. Solo unos pocos trabajos se han centrado en su aplicación en microscopía óptica, en particular en superresolución. En este trabajo hemos diseñado, fabricado y probado ópticamente un sustrato de Tío 2 nanoestructurado, fabricado mediante gofrado directo de película derivada de Tío 2, como sustrato para microscopía de fluorescencia. Además, utilizando simulaciones numéricas, hemos comparado la señal con el ruido de fondo con respecto a otras estructuras metalo-dieléctricas. Mostramos que la estructura de Tío 2 es un buen candidato para reducir el espesor de la excitación de fluorescencia hasta ~100 nm.Por lo tanto, este sustrato se puede utilizar para obtener una resolución axial de reflexión interna total (TIRF) sin un sistema de microscopía TIRF.Files
CONICET_Digital_Nro.9890ca5e-4815-41af-8420-b43207b32e49_A.pdf.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4f0332cef099943f03a0bd9a120a1bf0
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين تباين الصورة في المجهر الفلوري مع ركائز ذات بنية نانوية
- Translated title (French)
- Amélioration du contraste des images en microscopie à fluorescence avec des substrats nanostructurés
- Translated title (Spanish)
- Mejora del contraste de imágenes en microscopía de fluorescencia con sustratos nanoestructurados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2258622945
- DOI
- 10.1364/oe.23.029772
References
- https://openalex.org/W1970009802
- https://openalex.org/W1977170384
- https://openalex.org/W1982538875
- https://openalex.org/W2002190158
- https://openalex.org/W2018890340
- https://openalex.org/W2020837978
- https://openalex.org/W2057357243
- https://openalex.org/W2060692153
- https://openalex.org/W2070721826
- https://openalex.org/W2084906185
- https://openalex.org/W2086530239
- https://openalex.org/W2088194040
- https://openalex.org/W2108656091
- https://openalex.org/W2116057883
- https://openalex.org/W2128020839
- https://openalex.org/W2128432621
- https://openalex.org/W2156482022