mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率

mIRage是美国Photothermal公司新发布的一款应用广泛的非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统。基于Photothermal的光热诱导共振(PTIR)技术,mIRage显微红外光谱仪突破了传统红外的光学衍射极限,其空间分辨率可达亚微米级,可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术,克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同,不依赖于残留的IR 辐射分析,而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩,来反映微小样品区域的化学信息。

基本信息

百纳米分辨率光热红外显微镜——mIRage

mIRage是美国Photothermal公司于2017年推出的一款革命性的非接触式亚微米分辨红外显微镜。基于光热红外(O-PTIR)技术,mIRage光热红外显微镜突破了传统红外显微镜的光学衍射极限,将红外光谱化学成像的空间分辨率由传统的几十微米提升至亚微米级(≤500nm),填补了20微米至几百纳米尺度的红外技术表征空白,同时可以获得高质量的红外光谱数据。它为用户提供了一种强大的分析工具,能够在微纳米尺度上直接、无标记地观察和分析物质的化学成分,极大地推动了材料科学、生命科学、聚合物、半导体、制药、地质学、考古等多个前沿领域的研究和工业分析能力。
另有可同时集成拉曼光谱/荧光成像功能的其他型号可选:mIRage-R(光热红外+拉曼)、mIRage-LS(光热红外+拉曼+荧光)

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图

该技术通过独特的双光束实现:一束可调谐中红外激光(泵浦光)激发样品分子键的特异性共振,诱导局部光热效应;另一束共线可见探测激光(532nm)同步测量微观尺度的热响应。通过探测532nm激光信号的变化,直接获取与FTIR高度一致的“分子指纹”红外光谱;通过电动样品台的移动,实现500nm空间分辨率的红外化学成像,该空间分辨率仅取决于可见光衍射极限(500nm),完全摆脱了长波红外光的限制,从而实现了空间分辨率不随测试波数变化而变化的高保真化学成像。

mIRage光学光热红外克服了传统红外光谱的诸多不足:

  •  空间分辨率受限于红外光光波长,只有10-20 µm
  •  透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品
  •  无传统ATR红外模式下的散射像差和接触污染

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图1

 

mIRage光学光热红外的优势:

  • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像,且不依赖于IR波长
  • 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果
  • 非接触测量模式——使用简单快捷,无交叉污染风险
  • 很少或无需样品制备过程 (无需薄片), 可测试厚样品
  • 可透射模式下观察液体样品
  • 实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试,无荧光风险
mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图2

O-PTIR-光学光热红外光谱

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图3

同时、同地、相同分辨率的IR+Raman表征

几乎无需制备样品:

mIRage光热红外显微镜无需复杂的样品制备,即可对多种形态样品(如薄膜、颗粒、粉末、液相、气态、生物组织及复合材料等)进行无损、高分辨率表征,尤其适用于微区、异质结构及界面分析。

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图4

仪器特点:

  • 几乎无需制样,粗糙、原始样品直接测试,也适用于含水、粉末、液相及厚黑样品等
  • 同时具备红外、拉曼、荧光功能
  • 全谱段红外成像空间分辨率:≤500nm
  • 快速高空间分辨红外成像
  • 非接触测量,无交叉污染
  • 快速红外全谱测量(秒级),光谱可与标准红外光谱数据库匹配,无需数据修正
  • 微纳结构完全无散射假象(不受颗粒形状/尺寸或表面粗糙度影响)
  • 支持多环境变量原位测试:变温/高压/拉伸/挤压等

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图5

mIRage应用:

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图6

mIRage-LS

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图7

 

生命科学

 

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图8

单个细菌样品的红外+拉曼同步测试

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图9

红细胞红外+拉曼同步分析

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图10

hiPSC大脑类器官脂质代谢

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图11

单细胞脂质代谢

材料科学

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图12

高分子薄膜光热红外组分成像 红色区域可能代表高纯度PDMS,蓝色区域可能为长链脂肪烃改性的PDMS

 

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图13

钙钛矿薄膜光热红外成像

 

 

地质科学

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图14

嫦娥6 颗粒状有机质

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图15

默奇森陨石——碳质球粒陨石CM2型分析

微塑料

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图16

环境微塑料颗粒

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图17

纤维母细胞/LN-229胶质瘤母细胞纳米塑料分析

医药

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图18

外用止痛贴剂中的药物成像分析

 

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图19

中药微丸光热红外成像

 

半导体/微电子

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图20

玻璃基板(TGV型)上的粘合剂残留检测

mIRage光热红外显微镜——百纳米分辨率插图21

焊球阵列间的异物分析

 

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