투과 형 Nomarski 타입 차동 간섭 콘트라스트 현미경을 사용 하 여 플라스 몬 Ic 나노 입자에 대 한 분광학 수행

요약

이 프로토콜의 목표는 혈장 나노 입자 샘플의 제조를 위한 입증 된 접근법을 상세히 설명 하 고 차동 간섭 대비 (DIC) 현미경을 사용 하 여 단일 입자 분광학을 수행 하는 것입니다.

초록

차동 간섭 대비 (DIC) 현미경은 가시 범위 조명을 사용 하 여 마이크로 스케일 오브젝트를 이미징 하는 데 가장 일반적으로 사용 되는 강력한 이미징 도구입니다. 이 프로토콜의 목적은 플라스틱 나노 입자 샘플을 제조 하 고 DIC 현미경으로 단일 입자 분 광 법을 수행 하는 입증 된 방법을 상세히 설명 하는 것입니다. 반복 가능한 분 광 실험을 수행 하기 위해서는 몇 가지 중요 한 단계를 신중 하 게 따라야 합니다. 먼저, 랜드마크는 샘플 기판에 에칭 될 수 있으며,이는 실험 중 관심 영역을 추적 하 고 샘플 표면을 찾는데 도움을 준다. 다음으로, 기판은 샘플의 검사를 방해 하거나 모호 하 게 할 수 있는 이물질 및 오염 물질을 적절히 청소 해야 합니다. 샘플이 제대로 준비 되 면, 현미경의 광학 경로는 Kohler 조명을 사용 하 여 정렬 되어야 합니다. 표준 Nomarski 스타일 DIC 현미경, 샘플의 회전 필요할 수 있습니다., 특히 플라스 몬 ic 나노 입자 방향 의존적 광학 특성을 전시 하는 경우. DIC 현미경은 2 개의 내재 된 직교 분극 필드를가지고 있기 때문에 파장 의존적 DIC 대조 패턴은 막대 모양의 플라스 몬 나노 입자의 방향을 드러냅니다. 마지막으로 데이터 수집 및 데이터 분석을 신중 하 게 수행 해야 합니다. DIC 기반 분광학 데이터를 대조 값으로 표현 하는 것이 일반적 이지만, 강도 데이터로 제시 하는 것도 가능 합니다. 단일 입자 분 광 법에 대 한 DIC의이 데모에서는 구형 및 막대 모양의 금 나노 입자에 초점을 맞추고 있습니다.

서론

1980 년대 이후, 차동 간섭 대비 (DIC) 현미경은 주로 생물학적 과학 내에서 마이크로 스케일 개체를 위해 예약 된 중요 한 이미징 방법으로 간주 되었습니다. 그러나, 1950 년대와 1960 년대에 개발 하는 동안, 그것은 재료 과학¹의 기술로 서 의도 되었다. 최근에는 플라스 몬 나노 입자와 관련 된 재료 과학의 발전과 함께 광학 현미경으로 재료의 특성화에 대 한 관심이 증가 했습니다.

많은 광학 기술은 나노 물질 특성화 (예: 어두운 분야, 명시 야, 편광, 형광 등)에 확실히 사용할 수 있습니다. 다크 필드는 나노 입자 연구에서 널리 사용 되지만 분산의 수집에만 의존 하 고 복잡 한 샘플²에 대 한 제한 된 정보를 제공 합니다. 형광은 유용할 수 있으 나 적절 하 게 염색 될 수 있는 샘플에만 사용 됩니다. DIC 현미경 검사 법은 나노 입자 분석을 위한 유용한 도구를 만드는 몇 가지 특성을가지고 있습니다. 다른 방법에 비해 및 플라즈마 나노 입자에 관해서 DIC의 가장 자주 언급 한 장점은: 아니 샘플 얼룩이 필요, 아무 후광 효과, 필드의 얕은 깊이 및 높은 측면 해상도³. DIC는 플라스 몬 나노 ....

프로토콜

1. 표준 유리 현미경 슬라이드로 샘플 준비

1. 샘플 증 착을 위한 유리 현미경 슬라이드를 준비 합니다.
   참고: 어떤 경우에는 에탄올 대신 초순 수에 유리를 저장 하는 것이 더 적절할 수 있다. 그러나 물 이나 공기에 저장 하는 것은 시간이 지남에 따라 유리의 소수 성을 만든다.
   1. 최상의 결과를 위해 유리 또는 석 영 현미경 슬라이드와 커버 유리를 구입 하십시오.
   2. 스크라이브 펜을 사용 하 여 각 유리 커버 슬립의 중앙에 얕 고 짧은 스크래치 마크를 놓습니다.
   3. "사전 세척"을 구입 하더라도 모든 현미경 유리를 세척 하 여 유리 파편, 먼지, 분말, 유기 잔류물 및 이미징 품질 또는 시료 침착에 영향을 주는 기타 이물질을 제거 합니다.
      참고:이 청소 방법은 아래에 설명 된 샘플 유형에 적합 하며 독한 화학 물질의 사용을 피합니다. 가혹한 화학 물질은 유리를 에칭 하 고 취급 및 폐기에 더 많은 주의를 기울여야 합니다.
      1. 저장 선반에 현미경 유리를 넣고 비 커 또는 염색 항아리에 넣습니다. 현미경 유리의 각 조각 및 표면은 세제에 완전히 노출 되어야 하기 때문에, 비 커와 다른 실험실 유리의 바닥에 현미경 유리를 두지 마십시오.
      2. 용기에 액체 세제 (재료 표)....

결과

육안으로 볼 수 있을 만큼 큰 샘플을 사용 하 여 작업 할 때 유리 기판에 랜드마크를 배치 하는 것은 일반적으로 필요 하지 않습니다. 그러나 나노 물질을 사용 하거나 샘플의 회전이 필요한 경우, 랜드마크는 샘플의 방향을 찾고 구별 하 고 추적 하는 쉬운 방법을 제공할 수 있습니다. 유리 기판¹⁷에서 랜드마크를 떠나는 데 더 정교한 기술을 활용할 수 있지만, 스크라이브 펜으로 유리를 긁는 것은 많은 상황에서 작동 하는 경제적이 고 간단한 방법입니다. 스크래치 표시는 데이터에 영향을 줄 수 있는 복잡 한 배경을 만들기 때문에 이러한 랜드마크 바로 옆에 있는 샘플 영역을 검사 하는 것을 피하는 것이 중요 합니다 (그림 3). 그러나 스크래치 마크의 끝에서 "거미 웹"은 종종 스크래치에서 바깥쪽으로 확장 됩니다. 이 라인은 랜드마크로 매우 귀중 한, 하지만 다시, 그들은 이러한 결함.......

토론

DIC 현미경으로 이미징 하는 경우 데이터를 수집 하기 전에 광학 부품을 최적화 하는 것이 중요 합니다. 실험 중간에 편광자를 약간만 조정 해도 최종 데이터⁶에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 다른 재료는 다른 편광자 설정이 필요 합니다. 편광 각도의 효과를 보여주기 위해 여기에 큰 스텝 사이즈를 활용 하였으나, 실제 실험에서는 최적의 콘트라스트 설정의 1 °-2 ° 내에서 편광자 설정을 최적화 하는 것이 필수적입니다. 편광판 설정은 추후 참조용으로도 기록해 야 합니다. 또한 항상 교차 편광자 (0 °) 점의 동일한 쪽에서 작업 하는 것이 좋습니다. 앞뒤로 전환 하는 것은 어떤 장점을 제공 하지 않습니다, 하지만 그것은 그림자 패턴의 반전으로 인해 혼란을 초래할 수 있습니다.

다음으로, 분광학을 수행할 때 배경 강도를 모니터링 하는 것이 중요 합니다. 이는 카메라 노출 시간을 조정 하거나 라이트 경로에 중립 밀도 필터를 추가 하 여.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
콘트라드 70	Decon Labs, Inc.	1002	현미경 유리 청소용, 많은 화학 공급업체를 통해 사용 가능
에탄올	피셔 사이언티픽	A962-4	현미경 유리
유리 현미경 커버 슬립 세척 및 보관용 유리 현미경 커버 슬립	Ted Pella	260148
유리 현미경 슬라이드	Ted Pella	26007
골드 나노로드	Nanopartz	DIAM-SPR-25-650
금 나노 구체 (80 nm)	시그마 Aldrich	742023-25ML
ImageJ	NIH	N / A	무료 소프트웨어 사용 NIJ
매니큐어	전자 현미경 과학	72180
니콘 Ti-E 현미경	니콘	N / A
질소 가스	에어 가스	N / A
오르카 플래시 4.0 V2 + 디지털 sCMOS 카메라	하마마츠	77054098
스크라이빙 펜	아마존	N/A	온라인에서 $10 미만으로 사용할 수 있는 다양한 옵션. 고가의 버전을 구입할 필요가 없습니다.
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