مقالة منهجية

عالية السرعة كونتينووسوافي برلين حفز نثر مطياف لتحليل المواد

DOI:

10.3791/55527

سبتمبر 22, 2017

في هذه المقالة

ملخص

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف لنا بناء مطياف (CW-SBS) continuous-وافي-حفز-برلين-نثر السريع. والمطياف يستخدم صمام ثنائي التردد الواحد-أشعة الليزر وعامل تصفية الشق بخار الذري للحصول على الأطياف نقل العينات عكر/غير-عكر مع الاستبانة الطيفية عالية في سرعات تصل إلى معززات أسرع من تلك القائمة CW SBS مطيافات. هذا التحسن يمكن تحليل المواد بريلوين عالية السرعة.

الملخص

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد شهدت السنوات الأخيرة زيادة كبيرة في استخدام مطيافات برلين العفوية لعدم الاتصال تحليل المسألة لينة، مثل المحاليل والمواد الحيوية، مع أوقات اكتساب سريع. هنا، نحن مناقشة الجمعية العامة وحفز العملية برلين مطياف يستخدم نثر برلين (SBS) لقياس أطياف مكسب (SBG) برلين حفزت المياه والدهون على أساس مستحلب مثل الأنسجة العينات في وضع الإرسال مع < 10 ميجا هرتز الاستبانة الطيفية و < ميغاهرتز برلين--تحول 35 قياس الدقة في < السيدة 100 والمطياف يتكون من اثنين تقريبا مكافحة نشر كونتينووسوافي الليزر الضيقة-لينيويدث (CW) في 780 نانومتر detuning التردد الذي يتم فحصه من خلال المواد بريلوين التحول. باستخدام عامل تصفية الشق ساخنة روبيديوم 85 بخار ضيق جداً وكشف المرحلة الحساسة، والإشارة-إلى-الضوضاء-نسبة إشارة SBG يتعزز كثيرا مقارنة بالحصول عليها مع القائمة CW SBS مطيافات. وهذا التحسن يمكن قياس الأطياف SBG مع 100-fold يصل إلى اقتناء أسرع الأوقات، مما يسهل تحليل برلين عالية الاستبانة الطيفية وعالية الدقة من مواد لينة بسرعة عالية.

المقدمة

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

عفوية التحليل الطيفي برلين قد أنشئت، في السنوات الأخيرة، كنهج قيماً للتحليل الميكانيكي للمواد اللينة، مثل السوائل، خلايا الأنسجة الحقيقية وأشباح الأنسجة البيولوجية21،، 3،،من45،،من67. في هذا النهج، ينير ليزر واحد العينة والخفيفة التي إينيلاستيكالي المنتشرة من الموجات الصوتية الحرارية عفوية في الأجلين المتوسط ويتم تجميع بواسطة مطياف، توفير معلومات مفيدة عن خصائص العينة لزج مطاطي. ويشمل الطيف برلين عفوية اثنين من قمم برلين ستوكس الصوتية وال....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: ما لم ينص على خلاف ذلك، (ط) توصيل جميع يتصاعد لترحيل أصحاب وتشديد قواعد الوظيفة مع شوكة لقط أو قاعدة للجدول البصرية متزايدة، والإخراج (ثانيا) استخدام الليزر القوى من 2-10 ميغاواط لجميع إجراءات المواءمة.

ملاحظة: قم بتشغيل كافة الأجهزة الكهربائية/الإلكترونية البصرية في الإعداد والسماح 30 دقيقة للاحماء الساعة قبل الاستخدام.

1. إعداد "المسار البصري شعاع مسبار"

  1. جبل ومحاذاة صيد تلسكوب ألياف الليزر مسبار.
    1. توصيل الألياف الإدخال 33:67 FC/APC الاستقطاب--الحفاظ على الألياف الخائن (منفذ "تي خ" 1) إلى مقرنة ألياف الليزر التحقيق. قم بتوصيل الألياف 67%-إخراج المقسم الألي....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الأرقام 2 و 3 عرض نموذجي الأطياف SBG نقطة من الماء المقطر والأنسجة الدهنية مستحلب قياس العينات الوهمية (مع 2.25 نثر الأحداث ومعامل توهين من 45 سم-1) ضمن 10 مللي ثانية و 100 مللي ثانية، على التوالي. للمقارنة، قمنا بقياس الأطياف SBG في 10 s كما هو موضح في الأرقام 2 ألف و 3 ألف. في هذه القياسات، كانت ساخنة الخلية بخار روبيديوم 85 إلى 90 درجة مئوية لتخفيف انعكاسات مضخة طائشة ~ 104 وتحيل > 95% ضوء التح.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تصميم النظام، هو مبين في الشكل 1، أن يكون مبنيا على '' 18 x 24 إنش التوصيل التي يمكن تركيبها عمودياً على طاولة بصرية، تيسير إيداع عينات مائي. كنتيجة لذلك، من المهم بشدة تشديد جميع العناصر البصرية والميكانيكية والتأكد من وجود عوارض مضخة ومسبار تربطها علاقة خطية متداخلة ومتحدة مع العناصر المختلفة قبل إلقاء الضوء على العينة في هندسة خارج المحور.

صعوبات في مراقبة بريلوين حفز الحصول على إشارة قد تحدث بسبب انعكاسات مضخة طائشة المفرط هذا القناع كسب بريلوين ضعيفة من عينات المائي (~.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الأشعة تحت الحمراء تشعر بالامتنان لمؤسسة ازريلي لمنح زمالة درجة الدكتوراه.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
مسبار رأس ليزر ووحدة تحكمToptica PhotonicsSYST DL-100-DFBالكمية: 1
ليزر الصمام الثنائي المضخم للمضخة ووحدة التحكمToptica PhotonicsSYST TA-pro-DFBالكمية: 1
FC / APC قفص الاتهام الليفيToptica PhotonicsFiberDock   ؛الكمية: 3
استقطاب أحادي الوضع عالي الطاقة يحافظ على FC / APC الألياف patchcordToptica PhotonicsOE-000796الكمية: 1
موازاة ألياف FC / APC مع بصريات الموازاة القابلة للتعديلToptica PhotonicsFiberOutالكمية: 1
FC / APC الألياف الثابتة OZOpticsHPUCO-33A-780-P-6.1-ASالكمية: 1
استقطاب أحادي الوضع يحافظ على مقسم الألياف 33:67OZ OpticsFOBS-12P-111-4 / 125-PPP-780-67 / 33-40-3A3A3A-3-1الكمية: 1
استقطاب أحادي الوضع يحافظ على مقسم الألياف 50:50أوقية البصرياتFOBS-12P-111-4 / 125-PPP-780-50 / 50-40-3S3A3A-3-1الكمية: 1
f = 25 مم ، & Oslash ؛ 1/2 "ثنائي لوني ، حامل SM05 - الخيوط ، ARC: 650-1050 نانومترThorlabsAC127-025-B-MLالكمية: 1
f = 30 مم ، & Oslash ؛ 1 "مزدوج لوني ، حامل SM1 الخيوط ، ARC: 650-1050 نانومترThorlabsAC254-30-B-MLالكمية: 2
f = 50 مم ، & Oslash ؛ 1 "مزدوج لوني ، حامل SM1 الخيوط ، ARC: 650-1050 نانومترThorlabsAC254-50-B-MLالكمية: 1
f = 100 مم ، & Oslash ؛ 1 "مزدوج لوني ، حامل SM1 الخيوط ، ARC: 650-1050 نانومترThorlabs AC254-100-B-MLالكمية: 1
f = 200 مم ، & Oslash ؛ 1 "مزدوج لوني ، SM1 - الخيوط جبل ، ARC: 650-1050 نانومترThorlabs AC254-200-B-MLالكمية: 1
& Oslash ؛ 1/2 "مرآة عازلة عريضة النطاق ، 750-1100 نانومترThorlabs BB05-E03الكمية: 4
& Oslash ؛ 1 "مرآة عازلة عريضة النطاق ، 750-1100 نانومترThorlabs BB1-E03الكمية: 2
1 "مكعب شعاع الاستقطاب ، 780 نانومترThorlabs PBS25-780الكمية: 1
& Oslash ؛ 1 "مستقطب خطي مع نوافذ واقية N-BK7 ، 600-1100 نانومترThorlabs LPNIRE100-Bالكمية: 1
مقياس تداخل القص مع لوحة قص بقطر شعاع 1-3 ممThorlabsSI035الكمية: 1
6 محاور قفل جبل بصري حركيThorlabs K6XSالكمية: 4
منصة مدمجة خماسية المحاورThorlabs PY005الكمية: 1
محول تركيب قاعدة التمثال لمنصة 5 محاورThorlabs PY005A2الكمية: 1
Polaris الانجراف المنخفض & Oslash ؛ 1/2 "حامل مرآة حركية ، 3 أدوات ضبطThorlabs POLARIS-K05الكمية: 4
حامل عدسة ل & Oslash ؛ 1 "بصرياتThorlabs LMR1الكمية: 5
محول مع خيوط SM1 خارجية وخيوط SM05 داخلية ، 0.40 "سميكةThorlabs SM1A6Tالكمية: 1
دوران جبل ل & Oslash ؛ 1 "البصرياتThorlabs RSP1الكمية: 2
1" المنشورThorlabs KM100PMالكمية: 1
الحجاب الحاجز SM1 القزحية المتدرج المنشط بالحلقةThorlabs SM1D12Cالكمية: 1
غشاء قزحية مثبتة بعد التثبيت ، & Oslash ؛ 12.0 مم الفتحة القصوىThorlabsID12الكمية: 2
1/2 "مرحلة الترجمة مع ميكرومتر قياسيThorlabsMT1الكمية: 3
& Oslash ؛ 1 "عمود قاعدة التمثال ، 8-32 صنبور ، L = 1"ThorlabsRS1P8Eالكمية: 1
& Oslash ؛ 1 "عمود الركيزة ، 8-32 صنبور ، L = 1.5"ThorlabsRS1.5P8Eالكمية: 2
& Oslash ؛ 1 "عمود الركيزة ، 8-32 صنبور ، L = 2"ThorlabsRS2P8Eالكمية: 4
& Oslash ؛ 1 "عمود الركيزة ، 8-32 صنبور ، L = 2.5"ThorlabsRS2.5P8Eالكمية: 1
& Oslash ؛ 1 "عمود قاعدة التمثال ، 8-32 صنبور ، L = 3"ThorlabsRS3P8Eالكمية: 4
شوكة تثبيت قصيرةThorlabsCF125الكمية: 12
قاعدة تركيبThorlabsBA1Sالكمية: 8
V-Clamp كبير مع ذراع تثبيت PM4 ، 2.5 بوصة طويلة ، ImperialThorlabsVC3Cالكمية: 1
& أوسلاش. 1/2 "حامل آخر ، برغي إبهام سداسي القفل محمل بنابض ، L = 1 "ThorlabsPH1الكمية: 2
& Oslash ؛ 1/2 "حامل آخر ، مسمار إبهام سداسي القفل محمل بنابض ، L = 1.5"ThorlabsPH1.5الكمية: 2
& Oslash ؛ 1/2 "حامل آخر ، مسمار إبهام سداسي القفل محمل بنابض ، L = 2 "ThorlabsPH2الكمية: 6
& Oslash ؛ 1/2 "وظيفة بصرية ، SS ، 8-32 مسمار ، 1/4 "-20 صنبور ، L = 1"ThorlabsTR1الكمية: 2
& Oslash ؛ 1/2 "وظيفة بصرية ، SS ، 8-32 مسمار ، 1/4" -20 صنبور ، L = 1.5 "ThorlabsTR1.5الكمية: 2
& Oslash ؛ 1/2 "عمود بصري ، SS ، 8-32 مسمار ، 1/4" -20 صنبور ، L = 2 "ThorlabsTR2الكمية: 6
لوح تجارب من الألومنيوم 18 بوصة × 24 بوصة × 1/2 بوصة ، 1/4 بوصة -20 صنبورThorlabsMB1824الكمية: 1
12 "قوس عمودي لألواح التجارب ، 1/4" -20 ثقوب ، 1 قطعةThorlabsVB01الكمية: 2
الصمام الثنائي الضوئي Si ، 40 نانوثانية وقت الارتفاع ، 400 - 1100 نانومتر ، 10 مم × 10 مم منطقة نشطةThorlabs FDS1010الكمية: 1
لوحة موجية ، ترتيب صفر ، 1/4 موجة 780 نانومتربرج البصرياتZ-17.5-A-.250-B-780الكمية: 2
لوحة موجية ، ترتيب صفر ، 1/2 موجة 780 نانومتربرج البصرياتZ-17.5-A-.500-B-780الكمية: 1
كاشف ضوئي فائق السرعة مقترنبالألياف نيوبورت1434الكمية: 1
Gimbal جبل ميرور البصريNewportU100-G2H ULTIMAالكمية: 3
مرحلة خطية مع نطاق سفر 25 ممنيوبورت& nbsp ؛ M-423  الكمية: 1
ميكرومتر تفاضلي قابل للقفل ، خشن 25 مم ، 0.2 مم ناعم ، 11 رطل تحميلنيوبورت& nbsp ؛ DM-25Lالكمية: 1
XYZ Motor Linear Stageالأجهزة العلمية التطبيقيةLS-50الكمية: 3
وحدة تحكم المرحلةالأجهزة العلمية التطبيقيةMS-2000الكمية: 1
حامل عينةمحلي الصنعكمية مخصصة: 1
روبيديوم 85 خلية التحليل الطيفي السيليكا المنصهرة مع نوافذ مسطحة مطلية ب AR ، طول 150 مم ، ضوئيات قطرها 25 مم تقنياتSC-RB85-25x150-Q-ARالكمية: 1
وسادة موصلة حراريا 300 مم × 300 ممورقة BERGQUISTQ3AC 300MMX300MMالكمية الورقة: 1
شريط حراري 0.15 مم × 2.5 & nbsp; مم × 5 م ، 4.29 & nbsp; W / mKANTHAL8908271الكمية: 1
شريط بولي تترافلورو إيثيلين 1/2 '' × 12 مشريط تفلونRGDالكمية: 1
يعكس مرشح ممر النطاق الترددي صريفبراج OptiGrateSPC-780الكمية: 1
المغير البصري العالي الترددGooch و Housego15210الكمية: 1
Aousto المغير البصري سائق RF ، التردد: 210 ميجا هرتز Gooch and HousegoMHP210-1ADS2-A1الكمية: 1
مكبر للصوت عالي التردد  ستانفورد للأبحاث أنظمةSR844الكمية: 1
مصفوفة طورعداد الترددEIP 578Bالكمية: 1
مولد الوظيفة التعسفيةTektronixAFG2021الكمية: 2
وحدة الحصول على البيانات (DAQ)الأدوات الوطنيةNI USB-6212 BNCالكمية: 1
برنامج الحصول على البيانات (DAQ)   ؛National Instruments LabVIEW 2014الكمية: 1
مصدر طاقة DC منظم   مزدوج 0-30 فولت 5AMEILIMCH-305D-IIالكمية: 1
مزدوج حراريMRCTP-01الكمية: 1
ميزان حرارةMRCTM-5007الكمية: 1
مرشح تمرير منخفض محوري DC-1.9 ميجا هرتزدوائر صغيرةBLP-1.9 +الكمية: 1
20٪ مستحلب دهنيSigma-AldrichI141-100mlالكمية: 1
جولة 25 مم غطاء زجاجي سميك: 1 #Menzel Glaser150285الكمية: 1
برنامج حسابي   ؛MathWorksMATLAB 2015a
الحركي جبل

المراجع

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Koski, K. J., Akhenblit, P., McKiernan, K., Yarger, J. L. Non-invasive determination of the complete elastic moduli of spider silks. Nat. Mater. 12 (3), 262-267 (2013).
  2. Palombo, F., Madami, M., Stone, N., Fioretto, D. Mechanical mapping with chemical specificity b....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة