蔡浩原

（中國科學(xué)院電子學(xué)研究所傳感技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，北京100190）

高分辨率表面等離子體顯微鏡綜述

蔡浩原

（中國科學(xué)院電子學(xué)研究所傳感技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，北京100190）

本文對表面等離子體顯微鏡的原理、架構(gòu)和應(yīng)用進(jìn)行了綜述,指出表面等離子體顯微鏡技術(shù)的未來發(fā)展方向是著力提高橫向分辨率,接近光學(xué)衍射極限,以及發(fā)展與電化學(xué)、力學(xué)等微納操縱手段結(jié)合的表面等離子體顯微鏡,形成微納尺度下顯微成像和操縱的閉環(huán)測量路徑。

表面等離子體顯微鏡；細(xì)胞粘附；免標(biāo)記；生物傳感器；表面等離子體圖像

1 引言

表面等離子體（Surface Plasmons,SP）是金屬表面的自由電子非均勻分布的一種表現(xiàn)。自由電子在金屬表面形成正、負(fù)電荷的密度分布,在這些正、負(fù)電荷的密度分布中,就形成了一種沿金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶挪?被稱為表面等離子體波（Surface Plasmon Wave,SPW）。SPW一方面沿金屬表面?zhèn)鞑?另一方面以指數(shù)衰減的形式,穿透金屬表面的介質(zhì)約數(shù)百納米,因此,它對金屬表面的折射率變化非常敏感,理論上能達(dá)到10-7折射率單位（Refractive Index Unit,RIU）［1］。

當(dāng)符合一定條件的入射光與SPW發(fā)生強(qiáng)烈耦合時,大部分的入射光能量被SPW吸收,轉(zhuǎn)化為熱量,此時金屬表面的反射光變得很弱,這種現(xiàn)象被稱為表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）。SPR生物傳感器通過測量SPR條件的變化,可以檢測發(fā)生在金屬表面的生物分子相互作用,具有免標(biāo)記、高靈敏度和實時響應(yīng)的特點(diǎn)?；赟PR原理的生物傳感技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于免疫、食品、環(huán)境和納米材料等多個研究領(lǐng)域［2-3］。

表面等離子體顯微鏡（Surface Plasmon Microscopy,SPM）是一種能夠獲取微觀的表面等離子體共振圖像的光學(xué)顯微裝置。它綜合了表面等離子體傳感器的高靈敏度和顯微鏡的高分辨率的優(yōu)點(diǎn),是研究細(xì)胞行為特性和納米材料界面的尖端工具。早期的SPM是基于經(jīng)典的Kretschmann結(jié)構(gòu),在出射端加裝顯微光路實現(xiàn)的［4-5］。基于類似的光學(xué)架構(gòu),Giebel搭建了一套用于觀察活細(xì)胞/基質(zhì)界面的SPM,驗證了利用SPM獲取單細(xì)胞SPR圖像的可行性,并首次利用該裝置獲得細(xì)胞片足區(qū)與基底之間的距離（（25±10）nm）［6］。然而,基于棱鏡架構(gòu)的SPM的橫向分辨率較低,上述系統(tǒng)約為12μm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光學(xué)顯微鏡的分辨率（約200 nm）。

造成棱鏡架構(gòu)SPM的橫向分辨率較差的原因主要有：（1）要獲得高分辨率,需要使用大數(shù)值孔徑（Numerical Aperture,NA）的顯微物鏡,然而, NA越大,物鏡鏡頭距離被測樣品的距離越短,而棱鏡的物理尺寸限制了采用大NA顯微物鏡；（2）當(dāng)光入射角度發(fā)生變化時,被照射的區(qū)域也在發(fā)生移動,棱鏡結(jié)構(gòu)無法將光路固定在一個微小的區(qū)域內(nèi)；（3）SPW在金屬表面的傳播,會引起相鄰兩個點(diǎn)的SPR圖像的互相干擾。SPW的波長直接決定了SPM橫向分辨率的高低。

近年來,越來越多的科研人員嘗試?yán)肧PM技術(shù)去開展表面科學(xué)的研究,例如細(xì)胞在功能性表面的粘附特性,納米顆粒在不同性質(zhì)表面的動力學(xué)過程等。與原子力顯微鏡（AFM）,熒光顯微鏡等技術(shù)相比,SPM技術(shù)的最引人注目之處在于它可以免標(biāo)記地研究界面之間的相互作用。然而,橫向分辨率是SPM技術(shù)在科研中發(fā)揮更大作用的一個瓶頸,如何使SPM也能接近傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨能力,是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)問題。近年來,這一瓶頸已經(jīng)通過各種技術(shù)手段得到解決,SPM的橫向分辨率已接近光學(xué)顯微鏡的衍射極限（約200 nm）［7］。基于高分辨率SPM的高水平研究成果被陸續(xù)發(fā)表［8-15］。

本文將對SPM技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行綜述。首先介紹SPM的工作原理、技術(shù)瓶頸和主要的光學(xué)架構(gòu),然后著重介紹近年來開展的一些應(yīng)用實驗成果,最后討論SPM技術(shù)的未來發(fā)展方向。

2 SPM的原理

為了更好地理解SPM技術(shù),首先介紹SPM成像的物理學(xué)原理。如前所述,SPR現(xiàn)象發(fā)生在金屬和介質(zhì)的界面上,由于SPW的傳播波矢ksp大于入射光在真空中的波矢kin,因此,必須要借助棱鏡耦合才能滿足SPR的共振條件（圖1）：

式中：kx是入射光波矢kin在X方向上的投影。

由式（1）可知,為滿足共振條件,可以通過改變?nèi)肷涔獾慕嵌圈然蛘卟ㄩLλ。當(dāng)滿足共振條件時,反射光強(qiáng)會出現(xiàn)一個最小值,對應(yīng)的入射角度或波長被稱為共振角θspr或共振波長λspr。

2.1 SPW的傳播長度

如圖1所示,SPW會沿著X方向在金屬表面

傳播,SPR圖像的橫向分辨率與SPW的傳播長度直接相關(guān)。設(shè)想在金屬表面的兩個相鄰的微粒,他們的距離為L,當(dāng)L小于SPW的傳播長度PL時,微粒1對SPW的擾動會波及微粒2（圖2）。這就是SPW傳播長度決定SPR圖像橫向分辨率的原因。

SPW可以用以下方程描述：

SPW沿著X方向傳播,波矢為kx,在Z方向上,它的振幅按指數(shù)衰減。根據(jù)Maxwell方程,波矢kx可以表示為：

式中：εm是金屬的介電常數(shù),εd是介質(zhì)的介電常數(shù)。由于εm是一個復(fù)數(shù),相應(yīng)的,kx也可表達(dá)成為：

SPW在傳播過程中,它的強(qiáng)度按照e-2kxix指數(shù)衰減,SPW的傳播長度（PL）定義為強(qiáng)度衰減到1/e時的距離：

對于波長為650 nm的入射光而言,金（Au）和銀（Ag）的傳播長度分別為4.7μm和46.5μm。可以看出,為了達(dá)到高分辨率的SPM,例如達(dá)到1μm的水平,首先傳播長度PL就必須要小于1μm。

2.2 顯微物鏡的數(shù)值孔徑

高數(shù)值孔徑（Numerical Aperture,NA）的顯微物鏡是高分辨率SPM圖像的另一個重要條件,它決定了顯微系統(tǒng)的細(xì)節(jié)分辨能力。在顯微光學(xué)中,NA描述了物鏡接收入射光線的錐形角：

式中,n代表物鏡周圍介質(zhì)的折射率（例如,浸油物鏡所使用的礦物油為1.52）,θ代表進(jìn)入物鏡的光線的最大錐形角的一半。對于光學(xué)系統(tǒng)而言,它的最佳分辨能力由下式定義：

因此,對于可見光光學(xué)顯微鏡,它的顯微分辨能力約為200 nm。

2.3 棱鏡型SPM的分辨能力瓶頸

自從Kretschmann提出棱鏡耦合的SPR激發(fā)方式以來［16］,這一方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于SPR的儀器中。Homola.J對此進(jìn)行了詳細(xì)的綜述［17］?；诶忡R的SPR儀器能夠獲得非常高的折射率分辨率（5×10-7RIU）。很自然的,研究者們會提出基于棱鏡的SPM,并由Wolfgang Knoll最早實現(xiàn)［5］。

下面簡單分析一下棱鏡型SPM的工作原理（圖3（a））。P偏振的光源被透鏡準(zhǔn)直后,經(jīng)棱鏡耦合照射在金屬膜上,反射光在棱鏡的另一側(cè)出射,被顯微光路收集,成像于CCD照相機(jī)上。為了滿足SPR的條件,入射和出射光路一般對稱的放置于棱鏡兩側(cè)的掃描臂上,并根據(jù)需要,研究者們提出了各種角度掃描的機(jī)械方式［6,18］。Giebel等人搭建了一套棱鏡型SPM系統(tǒng),用于觀察活細(xì)胞與基底的接觸。為了方便對比,把同一區(qū)域的光學(xué)顯微鏡圖像和SPM圖像放在一起進(jìn)行對比（圖3（b）,圖3（c））。從圖上可見,圖3（c）顯示的SPM圖像在X方向上基本上不能分辨,其原因正是因為SPW的傳播長度太長（約22μm,銀,波長633 nm）。為了提高SPR圖像的分辨率,利用具有較大吸收系數(shù)的鋁作為金屬膜的材料,獲得了接近3μm的分辨率（圖3（d））。

顯然,這樣的分辨率與光學(xué)顯微鏡的性能相比相差甚遠(yuǎn)。對于棱鏡型SPM而言,主要的瓶頸在于：（1）棱鏡的物理尺寸限制了高數(shù)值孔徑顯微物鏡的采用；（2）由于采用的是斜入射方式,圖像會發(fā)生變形。要提高SPM的圖像分辨率,需要從以下3個方面著手：（1）縮短SPW的傳播長度；（2）采用高數(shù)值孔徑顯微物鏡；（3）滿足SPR的激發(fā)條件。近年來,已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)種高分辨率SPM的架構(gòu),下面對這些不同的架構(gòu)進(jìn)行介紹和討論。

3 高分辨率SPM的典型架構(gòu)

對高分辨率SPM而言,它應(yīng)該能夠滿足SPR的激發(fā)條件的同時,達(dá)到或者接近傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率。一個典型的高分辨率SPM架構(gòu)如圖4所示。它通常采用倒置式顯微鏡的結(jié)構(gòu),并采用高數(shù)值孔徑的顯微物鏡。準(zhǔn)直后的P偏振光經(jīng)過分束器入射到物鏡中,隨后被聚焦到金屬膜上,相應(yīng)的,反射光被物鏡收集,經(jīng)過分束器后,成像在CCD相機(jī)上。

由于棱鏡型SPM很難應(yīng)用高數(shù)值孔徑的顯微物鏡,Kano等人首次實現(xiàn)直接利用浸油物鏡激發(fā)SPR［19］。折射率為1.51的匹配油介質(zhì)扮演了與棱鏡類似的波矢增強(qiáng)角色。由于物鏡的聚焦作用,聚焦到金屬膜上的入射光角度范圍從0°至80°,涵括了水溶液（n=1.33）的SPR共振角度,從而實現(xiàn)了SPR現(xiàn)象的激發(fā)。因此,物鏡數(shù)值孔徑對SPM的分辨率限制被克服,這種形式的SPM被稱為顯微物鏡型SPM。

根據(jù)成像光路的不同,顯微物鏡型SPM可以分為兩種類型：（1）寬場照明SPM和（2）掃描型SPM。對于寬場照明SPM而言,大約幾十乘幾十微米的區(qū)域被入射光均勻照明,反射光被物鏡收集后,直接成像于CCD相機(jī)；而對于掃描型SPM而言,高軸對稱性的入射光被物鏡會聚到金屬膜上,并在金屬膜表面形成一個約200 nm的SPR局域電場。這一局域電場大大減少了SPW傳播長度對SPR成像分辨率的影響,從而使得SPM達(dá)到傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的高分辨率成為可能。CCD相機(jī)捕捉每一點(diǎn)的FFT圖像,并演算出該點(diǎn)對應(yīng)的折射率。因此,掃描型SPM必須要通過一個XY掃描機(jī)制來獲得高分辨率的SPR圖像。

3.1 寬場照明SPM

寬場照明SPM（Wide-field SPM,WSPM）均勻地照亮成像區(qū)域,具有成像速度快,光路結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。按照照明光路的不同,又可細(xì)分為兩種類型。第一種為斜入射型WSPM（圖5（a））。入射光首先被聚焦到顯微物鏡的后焦平面上,經(jīng)過物鏡的整形后,以平行光的形式斜入射到金屬膜的表面,被反射后,對稱的從另一側(cè)被物鏡接收,并成像于CCD相機(jī)上［20］。由此看出,物鏡和匹配液在這里取代棱鏡的耦合作用,然而,SPW的傳播長度仍然對SPR圖像分辨率有決定性的影響。

為了克服這一缺點(diǎn),Stabler.G等人引入了另一種WSPM,可稱為軸對稱型SPM［21］。與第一種方式不同的是,在物鏡的后焦平面上成像的不僅僅是一個點(diǎn),而是一個圓環(huán)。從物鏡中出射的光包括了一定范圍的方位角,因此,金屬膜上的每一個點(diǎn)都被均勻照射,而且SPW都是軸對稱的傳播,他們之間的相互干涉,使得同樣的在成像區(qū)域上的每一個點(diǎn)都形成了類似的局域SPW區(qū)域,這樣就消除了SPW的傳播對SPR圖像造成的影響。圖5（c）和圖5（d）分別顯示了斜入射型和科勒照明型SPM在相似的條件下獲得的SPR圖像。顯然,軸對稱型SPM能夠獲得更高分辨率的SPR圖像。

由于高數(shù)值孔徑的物鏡非常昂貴,Zhang.J.等人嘗試使用固體浸沒透鏡來搭建高分辨率的SPM［22］。通過使用一個相對較為廉價的0.42NA（Mitutoyo,Japan）物鏡和一個消球差的固體浸沒透鏡（S-LaH79玻璃）,他們獲得了一個有效數(shù)值孔徑為1.67的物鏡。利用該物鏡,觀察到了空氣中和水中的蛋白質(zhì)單層膜的SPR圖像。

3.2 掃描型SPM

與棱鏡型SPM相比,寬場照明SPM能夠顯著提高SPR圖像的分辨率。然而,由于SPW的影響,它仍然無法達(dá)到衍射極限,也就是說亞微米的分辨率。

Knoll等人提出了一種掃描型SPM,以實現(xiàn)更高的分辨率［23］。如圖5所示,高數(shù)值孔徑的物鏡將入射的平行光會聚到金屬膜表面,由于入射光的軸對稱特性,會聚的入射光互相干涉,最終在金屬膜的表面形成一個直徑約200 nm的SPR局域電場。這一局域電場可以SPR成像的探針,通過CCD相機(jī)捕捉每一點(diǎn)的FFT圖像,演算出該點(diǎn)的折射率。通過一個二維的XY掃描機(jī)制,逐點(diǎn)掃描獲得分辨率接近200 nm的SPR圖像。

基于此架構(gòu),Knoll對沉積在金屬銀膜表面的LB膜厚度進(jìn)行了測量［19］,并獲得了1.5μm微球的SPR圖像。需要指出的是,掃描型SPM的折射率靈敏度與傳統(tǒng)的ATR棱鏡SPR儀器相比要差近3個數(shù)量級,只有約2×10-3RIU［23］。這一現(xiàn)象造成的原因也與SPW的傳播長度縮短有關(guān)。

為了獲得更好的圖像對比度,M.G.Somekh在二維掃描機(jī)構(gòu)上增加了Z方向的移動機(jī)制,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)樣品稍微偏移焦點(diǎn)1μm左右時,圖像的對比度（折射率靈敏度）會得到改善。與前述的利用FFT圖像演算折射率不同,他們通過檢測干涉條紋的強(qiáng)度來計算折射率,這一改進(jìn)機(jī)構(gòu)的圖像分辨率與光學(xué)顯微機(jī)構(gòu)相當(dāng),圖像對比度也進(jìn)一步增強(qiáng)［24-25］。為了降低光學(xué)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜度, B.Zhang等人提出采用一種共聚焦光學(xué)系統(tǒng)來實現(xiàn)掃描型SPM［26］,如圖6所示。

盡管掃描型SPM的圖像分辨率比寬場照明SPM的要高,由于采用了掃描機(jī)制,其圖像獲取速率要慢得多。為了綜合這二者的優(yōu)點(diǎn),M.G. Somekh提出了一種寬場干涉SPM,既提高了圖像獲取速率,也保持了掃描SPM的高分辨率［27］。K.Watanabe等人則提出了一種可切換的寬場和掃描SPM的顯微機(jī)構(gòu)（圖7）,通過采用一套翻轉(zhuǎn)反射鏡FM1和FM2,實現(xiàn)了兩種機(jī)構(gòu)的集成。利用該切換機(jī)構(gòu),在觀察細(xì)胞時,可以先利用寬場SPM機(jī)構(gòu)觀察整個細(xì)胞的外形,然后切換至掃描SPM機(jī)構(gòu)觀察單個細(xì)胞的片足區(qū)的細(xì)節(jié)［28］。

3.3 納米結(jié)構(gòu)金屬膜

通過改造SPR金屬膜,在其表面制備出周期性的納米結(jié)構(gòu),可以調(diào)整SPW的傳播長度,從而實現(xiàn)高分辨率SPR圖像的目標(biāo)。M.Toma等人提出一種周期性的納米結(jié)構(gòu)金屬膜,可實現(xiàn)布拉格散射的表面等離子體波（Bragg-Scattered Surface Plasmon,BSSP）［29］。該納米結(jié)構(gòu)金屬膜具有周期性的正弦波結(jié)構(gòu),波長為280 nm,深度dm為20 nm（圖8）。與在平面金膜表面?zhèn)鞑サ腟P相比, BSSP具有相當(dāng)?shù)膫鞑ラL度,因此保證了高的折射率靈敏度［30-31］；另一方面,BSSP又具有高度的局域特性,有助于提高成像的橫向分辨率［32］。

4 SPM的應(yīng)用

4.1 細(xì)胞與表面的相互作用

研究細(xì)胞在不同性質(zhì)表面上的行為差異是許多生物現(xiàn)象的一個基本研究內(nèi)容,例如細(xì)胞的生長、分化、凋亡、腫瘤轉(zhuǎn)移和受傷響應(yīng)等［30-31］。在生化實驗室中,熒光顯微鏡是研究這些生物過程的常用手段之一,然而,為了觀察細(xì)胞,需要對細(xì)胞進(jìn)行染色、熒光標(biāo)記和固定化等,這些過程或者是有細(xì)胞毒性,或者會由于熒光漂白現(xiàn)象,無法實現(xiàn)長時間觀察。高分辨率SPM可以為細(xì)胞行為觀察提供一個長期、免標(biāo)記和高靈敏度的實驗手段。

M.M.A.Jamil和M.G.Smoekh應(yīng)用研制的寬場SPM首次對人永生表皮（HaCaT）細(xì)胞進(jìn)行長時間的活體觀測［9］。通過使用數(shù)值孔徑為1.45和1.65的顯微物鏡,他們分別觀測了空氣中和水中的HaCaT細(xì)胞的SPM圖像,獲得了亞微米的細(xì)胞圖像。即使不使用標(biāo)記技術(shù),也能夠很清楚的分辨細(xì)胞的片足區(qū)和絲足區(qū)。

自2010年以來,Shan和Wang等人發(fā)表了一系列的利用高分辨率SPM研究細(xì)胞行為的文章。他們在B.Huang的SPM結(jié)構(gòu)上加以改造［20］,增加了電化學(xué)模塊［8］。利用此裝置（圖9）,他們獲得了高分辨率（0.2μm×3μm）的電化學(xué)圖像和高靈敏度的電化學(xué)電流（0.3 pA）,與掃描電化學(xué)顯微鏡相比（SECM）,電化學(xué)SPM無需微電極掃描,而且速度更快。Wang等人又開發(fā)了電化學(xué)阻抗SPM,并研究了細(xì)胞凋亡和電穿孔等細(xì)胞的生命活動過程,電阻抗靈敏度達(dá)到約2pS［15］。另外,還嘗試了施加滲透壓變化等刺激手段,研究外界刺激對細(xì)胞的粘附的影響［10］。這一系列的研究結(jié)果表明,高分辨率SPM與電學(xué)、力學(xué)等手段結(jié)合,可以為細(xì)胞行為研究提供一個全新的高分辨率、免標(biāo)記和長時間的監(jiān)測手段。

4.2 納米材料特性表征

除了用于細(xì)胞行為研究,電化學(xué)SPM也被應(yīng)用于納米顆粒的電催化特性研究［12］。1.6×105個鉑納米粒子的電催化反應(yīng)過程被同時記錄和分類,并獲得某單個納米顆粒的循環(huán)伏安曲線和電催化電化學(xué)電流。A.R.Halpern利用SPM實時觀察了固定在納米顆粒上的DNA分子的雜交過程。該實驗觀察了單個聚乙烯微球和金納米顆粒之間的由于DNA分子雜交引起的吸附過程。這一研究表面SPM可以用于生物功能納米顆粒的性能研究。

K.Watanabe等人利用掃描型SPM觀測了磷脂膜的高分辨率圖像,圖像的橫向分辨率達(dá)到170 nm,厚度分辨率為0.33 nm,折射率靈敏度為1×10-3RIU［7］。T.Roland等人采用一個外差式干涉SPM來辨識亞波長的納米顆粒,直徑在10～200 nm區(qū)間［14］。這些結(jié)果表明SPM是可視化研究納米材料（如多聚物、凝膠、大分子和生物材料）的有力工具。

5 結(jié)束語

經(jīng)過近20年的發(fā)展,SPM已經(jīng)在分辨率上取得了很大的進(jìn)展,掃描型SPM的分辨率性能已經(jīng)可以與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡相當(dāng)。同時,SPM以其免標(biāo)記、長時間監(jiān)測、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn),在細(xì)胞行為研究和納米材料特性表征方面展示了優(yōu)異的能力。盡管如此,SPM在以下方面還需獲得改進(jìn),以滿足科研的需要。

（1）在提高分辨率的同時,保持折射率靈敏度。目前SPM的最佳橫向分辨率已經(jīng)達(dá)到近200 nm［7］,然而,與此對應(yīng)的折射率靈敏度僅為4× 10-4RIU,比棱鏡型SPR儀器要差2～3個數(shù)量級［4,17］。從理論上分析,分辨率和折射率靈敏度是一對矛盾,要想進(jìn)一步提高SPM的折射率靈敏度,需要對SPM的成像原理做嚴(yán)格的理論分析。M.G.Smoekh的V（z）函數(shù)分析提供了一條可能的思路。

（2）對金屬膜納米加工微調(diào)SPW的傳播。除了改進(jìn)SPM的光學(xué)系統(tǒng)以外,光子晶體和布拉格散射金屬表面都是對金屬膜表面進(jìn)行納米加工,以實現(xiàn)對SPW的調(diào)控。SPW能夠被限制在一個280 nm左右的周期性空間中,以駐波的形式存在,這也是提高分辨率的同時保持折射率靈敏度的另外一種重要思路,而且還可以采用較低數(shù)值孔徑的顯微物鏡,從而降低光路復(fù)雜度和造價。

（3）SPM與其他表面刺激/操控手段相結(jié)合。如前所述,SPM尤其適合應(yīng)用于表界面相互作用的實驗研究,例如細(xì)胞粘附等,并已經(jīng)取得豐富的研究成果。我們相信通過將SPM與電學(xué)、電化學(xué)、AFM、和力學(xué)等外界刺激/操控手段結(jié)合,會使其成為一套閉環(huán)的反饋系統(tǒng),從而在細(xì)胞/納米材料特性研究中獲得更多有趣的結(jié)果。

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Review of high resolution surface plasmon m icroscopy

CAIHao-yuan
（State Key Laboratory of Transducer Technology,Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China）
*Corresponding author,E-mail：hycai@mail.ie.ac.cn

In this paper,major developments in Surface Plasmon Microscope（SPM）technology are reviewed. Theory,experiment setup and application examples are presented.Two SPM technology trends,i.e.,enhancing lateral resolution close to optical diffraction limit and combining with electrochemical/mechanicalmicro/nanomanipulation methods,are suggested and discussed.

surface plasmon microscope；cell adhesion；label-free；biosensor；surface plasmon resonance imaging

TP394.1；TH691.9

A

10.3788/CO.20140705.0691

2095-1531（2014）05-0691-10

2014-05-11；

2014-07-13

國家自然科學(xué)基金資助項目（No.61372052）

蔡浩原（1977-）,男,廣西桂平人,博士,副研究員,1998年于清華大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,2003年于中國科學(xué)院電子學(xué)研究所獲得博士學(xué)位,主要從事微納傳感器及分析儀器方面的研究。E-mail：hycai@mail.ie. ac.cn