激光直寫玻璃基平面波導用于熒光成像

【摘要】：熒光顯微成像技術具有標記能力強、信號強度高、實驗成本低、成像過程簡單且從活體到離體均可成像等特點，在腫瘤細胞成像、藥物分布體內探測等生物學分析成像研究中應用廣泛，但如何同時兼具寬視場和高分辨率是當前熒光顯微成像領域的一大難點。平面硅波導被發現可實現超薄樣品大范圍成像，然而其需要濺射沉積或是離子束刻蝕等制備工藝，相關工藝復雜且設備昂貴。本文設計了一種基于皮秒激光直寫的平面波導型熒光顯微裝置，利用皮秒激光刻蝕玻璃表層快速制備微米級溝槽，進一步通過旋涂SU-8光刻膠實現低成本、批量化制備玻璃基平面波導。通過調整激光加工功率、頻率、掃描速度等參數可以定制波導直徑和深度。采用羅丹明B熒光分子的顯微探測實驗，驗證了該激光直寫玻璃基平面波導完全滿足高分辨率和大視場的生物成像需要，這種簡易快速的加工手段能夠有效提升熒光成像領域的經濟效益和社會效益。