在线机械振动全息图用于软样品的同时相位和弹性映射

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 光学计量学 在光学计量学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 传统的全息学方法,如离轴和直线干涉度,在空间带宽,动态范围和同时粘弹性映射方面存在局限性.
• 精确的软样品粘弹性和厚度的表征对于理解细胞力学和材料特性至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的全息技术,同时对软样品厚度和粘弹性特性进行高分辨率映射.
• 克服现有的全息方法的局限性,用于动态和多属性测量.

主要方法:

• 振动编码的直线马赫 - 泽恩德全息采用十二个全息图,在一个振动周期内获得.
• 通过基于贝塞尔的波逆转和强大的回归进行分析,以提取静态相,调制深度和相位滞后.
• 从回收的相位信息中量化凯尔文-沃伊特存储模块 (E') 和损失模块 (E').

主要成果:

• 模拟显示了E'和E'的准确回收 (在2%以内) 在广泛的粘弹性比率中.
• 对模拟的微珠 (20-45μm) 实现了微米以下厚度误差.
• 对聚烯胺珠的实验验证表明微米以下厚度的重复性 (中位数~0.57μm) 和硬度估计在地面真相的10%以内.

结论:

• 振动编码的Mach-Zehnder直线全息为软材料的同时厚度和粘性弹性映射提供了一个强大的平台.
• 该方法表现出高精度,可重复性和适用于生物样本的可用性,如MCF-7细胞所示.
• 这项技术推进了全息计量技术,用于软物质的定量表征.