L'une des applications les plus importantes des fenêtres à couche mince en nitrure de silicium dans les sciences biologiques est l'imagerie et l'analyse des cellules. Les fenêtres en nitrure de silicium offrent une surface transparente et biocompatible qui permet aux chercheurs d'observer les cellules vivantes et d'étudier leur comportement au fil du temps. Grâce à la fenêtre en nitrure de silicium, les chercheurs peuvent observer les processus cellulaires qui sont importants pour l'étude du développement, de la croissance et de la différenciation des cellules, ainsi que pour l'apparition de maladies. L'analyse au niveau de la cellule unique permet une étude plus fine des propriétés cellulaires, faisant ainsi progresser la recherche dans le domaine biomédical. Les principaux outils d'analyse de la cellule unique comprennent le séquençage de l'ARN de la cellule unique, la protéomique de la cellule unique et la métabolomique de la cellule unique.
L'un des exemples les plus connus d'imagerie et d'analyse cellulaires est la microscopie à fluorescence à molécule unique, mise en œuvre à l'aide de fenêtres en couches minces de nitrure de silicium. Inventée en 1990 par les professeurs W.E. Moerner de l'université de Stanford et M. Orrit des laboratoires Bell, cette technique est l'une des principales techniques permettant d'obtenir une imagerie à haute résolution de molécules individuelles.
Dans les techniques de microscopie à fluorescence à molécule unique, les fenêtres à couche mince en nitrure de silicium sont utilisées comme membranes de support d'échantillon pour permettre l'imagerie à haute résolution des molécules intracellulaires. Cette technique est importante pour étudier la distribution spatiale des molécules, les interactions moléculaires et la dynamique moléculaire au cours de la vie cellulaire. L'utilisation de fenêtres à couche mince en nitrure de silicium permet de réduire l'interférence du bruit optique et des signaux de fond et d'améliorer le rapport signal/bruit de l'imagerie, ce qui permet d'obtenir une imagerie à molécule unique très sensible.
Dans la recherche en biosciences, l'imagerie cellulaire est l'un des outils les plus importants. En raison de leur transparence, les fenêtres en film de nitrure de silicium peuvent être utilisées comme matériau de fenêtre pour la microscopie. Lorsqu'un échantillon est placé sous le microscope pour l'imagerie, la fenêtre en nitrure de silicium joue un rôle clé dans la protection de l'échantillon sans compromettre la qualité et la précision de l'image.
Ces dernières années, avec le développement continu de la technologie de la microscopie à fluorescence à molécule unique, les fenêtres à couche mince en nitrure de silicium ont été largement utilisées dans de nombreuses études importantes dans le domaine de l'imagerie cellulaire, telles que l'étude de la dynamique des protéines, l'étude des mécanismes de transduction des signaux intracellulaires et l'étude des connexions synaptiques des axones neuronaux.