Name: Charakterisierung biologischer Absorptionsspektren vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarot (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-10T13:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 38 s
Description: Lernen Sie die Charakterisierung biologischer Absorptionsspektren im VIS-SWIR-Bereich mit einem Zweistrahl-Spektrometer. Diese Methode erweitert die Bibliothek biologischer Absorber und verbessert optische Diagnoseverfahren für die mütterliche Gesundheit.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>Optimierung der VIS-SWIR-Spektroskopie für biologische Moleküle

<ol><li>Cao, Q., Zhegalova, N. G., Wang, S. T., Akers, W. J., Berezin, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multispectral+imaging+in+the+extended+near-infrared+window+based+on+endogenous+chromophores%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Multispectral imaging in the extended near-infrared window based on endogenous chromophores.</a> J Biomed Opt. 18 (10), 101318(2013).</li>
<li>Yao, J., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensitivity+of+photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Sensitivity of photoacoustic microscopy.</a> Photoacoustics. 2 (2), 87-101 (2014).</li>
<li>Jacques, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+properties+of+biological+tissues%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Optical properties of biological tissues: a review.</a> Phys Med Biol. 58 (11), R37(2013).</li>
<li>Prahl, S. A. Optical absorption of hemoglobin. , 
 <a target="_blank" href="https://omlc.org/spectra/hemoglobin/">https://omlc.org/spectra/hemoglobin/</a> (1999).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Penetration+depth+of+photons+in+biological+tissues+from+hyperspectral+imaging+in+shortwave+infrared+in+transmission+and+reflection+geometries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Penetration depth of photons in biological tissues from hyperspectral imaging in shortwave infrared in transmission and reflection geometries.</a> J Biomed Opt. 21 (12), 126006(2016).</li>
<li>Du, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperspectral+imaging+and+characterization+of+allergic+contact+dermatitis+in+the+short-wave+infrared%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Hyperspectral imaging and characterization of allergic contact dermatitis in the short-wave infrared.</a> J Biophotonics. 13 (9), e202000040(2020).</li>
<li>Roggan, A., Friebel, M., Dörschel, K., Hahn, A., Mueller, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+properties+of+circulating+human+blood+in+the+wavelength+range+400-2500+nm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Optical properties of circulating human blood in the wavelength range 400-2500 nm.</a> J Biomed Opt. 4 (1), 36-46 (1999).</li>
<li>Kuenstner, J. T., Norris, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectrophotometry+of+human+hemoglobin+in+the+near+infrared+region+from+1000+to+2500+nm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Near+Infrared+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Spectrophotometry of human hemoglobin in the near infrared region from 1000 to 2500 nm.</a> J Near Infrared Spectrosc. 2 (2), 59-65 (1994).</li>
<li>Smith, B. C. Spectral subtraction. , 
 <a target="_blank" href="https://www.spectroscopyonline.com/view/spectral-subtraction ">https://www.spectroscopyonline.com/view/spectral-subtraction </a> (2021).</li>
<li>Sjoding, M. W., Dickson, R. P., Iwashyna, T. J., Gay, S. E., Valley, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Racial+bias+in+pulse+oximetry+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Racial bias in pulse oximetry measurement.</a> N Engl J Med. 383 (25), 2477-2478 (2020).</li>
<li>Fawzy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Racial+and+ethnic+discrepancy+in+pulse+oximetry+and+delayed+identification+of+treatment+eligibility+among+patients+with+COVID-19%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Intern+Med%22%5BJournal%5D)">Racial and ethnic discrepancy in pulse oximetry and delayed identification of treatment eligibility among patients with COVID-19.</a> JAMA Intern Med. 182 (7), 730-738 (2022).</li>
<li>Sudat, S. E. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Racial+disparities+in+pulse+oximeter+device+inaccuracy+and+estimated+clinical+impact+on+COVID-19+treatment+course%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Racial disparities in pulse oximeter device inaccuracy and estimated clinical impact on COVID-19 treatment course.</a> Am J Epidemiol. 192 (5), 703-713 (2023).</li>
<li>Keller, M. D., Harrison-Smith, B., Patil, C., Arefin, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skin+colour+affects+the+accuracy+of+medical+oxygen+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Skin colour affects the accuracy of medical oxygen sensors.</a> Nature. 610 (7932), 449-451 (2022).</li>
<li>Butler, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absorption+spectroscopy+of+biological+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Absorption spectroscopy of biological materials.</a> Methods Enzymol. 24, 3-25 (1972).</li>
<li>Tang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calculation+extinction+cross+sections+and+molar+attenuation+coefficient+of+small+gold+nanoparticles+and+experimental+observation+of+their+UV-vis+spectral+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim+Acta+A+Mol+Biomol+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Calculation extinction cross sections and molar attenuation coefficient of small gold nanoparticles and experimental observation of their UV-vis spectral properties.</a> Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc. 191, 513-520 (2018).</li>
<li>Rossman, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Mineral+Geochem%22%5BJournal%5D)">Optical spectroscopy.</a> Rev Mineral Geochem. 78 (1), 371-398 (2014).</li>
<li>Thimsen, E., Sadtler, B., Berezin, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shortwave-infrared+%28SWIR%29+emitters+for+biological+imaging%3A+a+review+of+challenges+and+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Nanophotonics%22%5BJournal%5D)">Shortwave-infrared (SWIR) emitters for biological imaging: a review of challenges and opportunities.</a> Nanophotonics. 6 (5), 1043-1054 (2017).</li>
<li>Briely-Sabo, K., Bjornerud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+de-oxygenation+of+ex-vivo+whole+blood+using+sodium+dithionite%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Intl+Sot+Mag+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Accurate de-oxygenation of ex-vivo whole blood using sodium dithionite.</a> Proc Intl Sot Mag Reson Med. 8, 2025(2020).</li>
<li>Skoog, D. A., Holler, F. J., Crouch, S. R. Principles of instrumental analysis. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSkoog%2C+DA+%22Cengage+Leaning%22">Cengage Leaning</a>. , (2019).</li>
<li>Hale, G. M., Querry, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+constants+of+water+in+the+200-nm+to+200-microm+wavelength+region%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">Optical constants of water in the 200-nm to 200-microm wavelength region.</a> Appl Opt. 12 (3), 555-563 (1973).</li>
<li>Sarna, T., Sealy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+oxygen+consumption+in+melanin+systems.+Action+spectra+and+quantum+yields+for+eumelanin+and+synthetic+melanin%5BTitle%5D)+AND+%22Photochem+Photobiol%22%5BJournal%5D)">Photoinduced oxygen consumption in melanin systems. Action spectra and quantum yields for eumelanin and synthetic melanin.</a> Photochem Photobiol. 39 (1), 69-74 (1984).</li>
<li>Nordlund, J. J., et al. The physical properties of melanins. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSarna%2C+T+%22The+pigmentary+system%3A+Physiology+and+pathophysiology%22">The pigmentary system: Physiology and pathophysiology</a>. , Blackwell Publishing Ltd. 311-341 (2006).</li>
<li>Crippa, P., Cristofoletti, V., Romeo, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+band+model+for+melanin+deduced+from+optical+absorption+and+photoconductivity+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">A band model for melanin deduced from optical absorption and photoconductivity experiments.</a> Biochim Biophys Acta. 538 (1), 164-170 (1978).</li>
<li>van Veen, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+visible+near-IR+absorption+coefficients+of+mammalian+fat+using+time-+and+spatially+resolved+diffuse+reflectance+and+transmission+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Determination of visible near-IR absorption coefficients of mammalian fat using time- and spatially resolved diffuse reflectance and transmission spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 10 (5), 054004(2005).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>0,22 &Mikro; Spritzenvorsatzfilter mit m Durchmesser</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>SLGPM33RS</td><td></td></tr><tr><td>1000 & micro; L Pipette</td><td>Millipore Sigma EP3124000121</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 &micro; L Pipette</td><td>Millipore Sigma</td><td>EP3124000083</td><td></td></tr><tr><td>Konische Röhrchen</td><td>Avantor</td><td>VWR 21008-089</td><td></td></tr><tr><td>Maisöl</td><td>Happy Belly</td><td>n/a</td><td>48 fl oz</td></tr><tr><td>Deuteriumoxid</td><td>Cambridge Isotope Laboratories</td><td>DLM-4-100</td><td></td></tr><tr><td>Deuteriumoxid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7789-20-0</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid (DMSO)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5879-1L</td><td></td></tr><tr><td>Einwegspritze 1 ml</td><td>BH Supplies</td><td>BH1LL</td><td></td></tr><tr><td>Einwegnadel</td><td>Atshuhut/Amazon</td><td>66941</td><td></td></tr><tr><td>Gefrierschrank (-80 &deg; C)</td><td>Fisher</td><td>Scientific IUE386FARK</td><td></td></tr><tr><td>Glasbecher</td><td>Millipore Sigma</td><td>CLS1000PACK</td><td></td></tr><tr><td>Glas- oder Quarzküvetten</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z802875-1EA</td><td>700 &micro; L-Volumen</td></tr><tr><td>Glas- oder Quarzküvetten</td><td>Thorlabs</td><td>CV10Q35EP</td><td>3500 mL Volumen</td></tr><tr><td>Heparinisiertes menschliches Blut</td><td>Lampire</td><td>7203710</td><td></td></tr><tr><td>Mikrozentrifugenröhrchen</td><td>Costar</td><td>3213</td><td></td></tr><tr><td>Mikrozentrifuge - accuSpin Micro 17</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-100-675</td><td></td></tr><tr><td>MilliQ Wasser</td><td>Millipore Sigma</td><td>ZMQSP0D01</td><td></td></tr><tr><td>OSRAM FCS 64640 150 W 24 V HLX Halogen Glühbirne</td><td>Amazon</td><td>B0001221DG</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Millipore Sigma</td><td>HS234526B</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen</td><td>Eppendorf</td><td>22492055</td><td></td></tr><tr><td>Pulversynthetisches Melanin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>8049-97-6</td><td></td></tr><tr><td>Skala</td><td>Sartorius</td><td>UX-11976-09</td><td></td></tr><tr><td>Natriumdithionit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1065070500</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallgerät</td><td>Fisher Scientific</td><td>CPX1800</td><td></td></tr><tr><td>Spatel&nbsp;</td><td>Aozita</td><td>000 00 0 1 2 3</td><td></td></tr><tr><td>UV/VIS/SWIR Spektralphotometer</td><td>Online Instrument Systems</td><td>Olis Cary 14</td><td></td></tr><tr><td>Waagen</td><td>Amazon</td><td>&nbsp; </td><td></td>B07M5RMNPF</tr></tbody></table>

charakterisierung biologischer absorptionsspektren vom sichtbaren bis zum kurzwelligen infrarot

Characterization of Biological Absorption Spectra Spanning the Visible to the Short-Wave Infrared

Die Daten sind über das WUSTL Digital Research Materials Repository (DRMR) doi: https://doi.org/10.7936/6RXS-108249 verfügbar.
Spektrale Charakterisierung von Wasser Wasser, einer der gebräuchlichsten biologischen Absorber, hat charakteristische, stark absorbierende Peaks im NIR und SWIR. Diese charakteristischen Peaks sind so stark, dass bei der Messung der Absorption von Wasser oft mit deuteriertem Wasser verdünnt werden muss, um eine Sättigung zu verhindern. Der Unterschied in der Absorption zwischen Wasser und deuteriertem Wasser ist in Abbildung 3 dargestellt, was eine Zunahme der Wasserabsorption im Vergleich zu deuteriertem Wasser um mehr als eine Größenordnung zeigt. Die starke Wasseraufnahme im SWIR macht es auch schwierig, die Absorptionsspektren anderer biologischer Absorber zu erhalten, die Wasser in der Probe enthalten oder Wasser als Lösungsmittel und Referenz verwenden. Als Lösung für dieses Problem kann deuteriertes Wasser anstelle von Wasser verwendet werden. Deuteriertes Wasser verhält sich ähnlich wie Wasser, ist aber ein viel schwächerer SWIR-Absorber, was es zu einem idealen Ersatz für Wasser in SWIR-Spektroskopie-Messungen macht.
Um das Absorptionsspektrum von Wasser zu messen, wurde Wasser als Probe und deuteriertes Wasser als Referenz verwendet. Um eine Sättigung im SWIR zu verhindern, wurde die Probe mit deuteriertem Wasser im SWIR-Bereich verdünnt. Das resultierende Wasserabsorptionsspektrum zeigt eine geringe Absorption im VIS, die bei längeren Wellenlängen zunimmt. Charakteristische Absorptionsspitzen sind bei etwa 750 nm, 970 nm, 1.200 nm und 1.450 nm zu sehen (Abbildung 4). Das resultierende Wasserspektrum hat ein SNR von 3536,6 und wurde mit dem Wasserabsorptionsspektrum20 von Hale und Querry verglichen, das eine ähnliche Absorptionskurve von ~500 nm bis 1.600 nm zeigt. Von 400 bis 500 nm unterscheiden sich die Absorptionskurven jedoch, wobei Hale und Querry einen höheren Absorptionswert bei niedrigeren Wellenlängen zeigen. Dieser Unterschied könnte darauf zurückzuführen sein, dass kleine Restpartikel im Wasser eine höhere Streuung bei kürzeren Wellenlängen aufweisen als bei längeren Wellenlängen3 und die Annahmen einer fehlenden Streuung in Absorptionsmessungen nach dem Beer-Lambert-Gesetz ungültig machen könnten.
Spektrale Charakterisierung von Melanin Melanin, der primäre optische Absorber der Haut, wurde spektral charakterisiert, wobei pulverisiertes Melanin als Probe und DMSO als Lösungsmittel und Referenz verwendet wurden. Das resultierende Spektrum hat ein SNR von 172 und wurde mit Eumelanin-Daten von Sarna et al.21,22 und Crippa et al.23 verglichen (Abbildung 5). Eumelanin ist das primäre Pigment, das für die Hautfarbe verantwortlich ist, und liefert daher die genauesten Daten darüber, wie Melanin optische Geräte beeinflusst. Das Spektrum, das unter Verwendung des hierin beschriebenen Protokolls gesammelt wurde, zeigt eine hohe Korrelation mit diesen Literaturwerten.
Spektrale Charakterisierung von Maisöl Um das Absorptionsspektrum eines Lipids zu untersuchen, wurde Maisöl aufgrund seiner minimalen optischen Streuung im Vergleich zu anderen Lipiden und seiner bekannten Ähnlichkeit in der chemischen Zusammensetzung mit tierischen Fettenausgewählt 1. Um das Absorptionsspektrum von Maisöl zu ermitteln, wurde Maisöl als Probe mit Luft als Referenz verwendet. Wie in Abbildung 6 zu sehen ist, enthält das Maisölspektrum charakteristische Peaks bei etwa 930 nm, 1.210 nm und 1.410 nm. Das resultierende Maisölspektrum hat ein SNR von 10363,1 und wurde mit dem Maisölspektrum1 von Cao et al. überlagert, was eine starke Korrelation zeigt.
Spektrale Charakterisierung von oxygeniertem und desoxygeniertem Hämoglobin Während die Charakterisierung der Absorption von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin eine der wichtigsten Errungenschaften in der biomedizinischen Optik ist, sind ihre Absorptionsspektren, die sich vom VIS bis zum SWIR erstrecken, noch wenig verstanden. Einer der schwierigsten Aspekte bei der Bestimmung des Absorptionsspektrums von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin im SWIR ist die Entfernung des Wassers im Blut, das die relativ geringe Hämoglobinabsorption überwältigt. Um die Absorption von Hämoglobin und Wasser zu entwirren, wurde Hämoglobin zunächst durch Zentrifugation aus menschlichem Vollblut isoliert und der Überstand entfernt und durch deuteriertes Wasser ersetzt. Deuteriertes Wasser wurde auch als Referenz und Lösungsmittel verwendet, in dem das Hämoglobin rekonstituiert wurde, um einen hypotonen Ausbruch zu verursachen. Wie in Abbildung 3 gezeigt, hat deuteriertes Wasser eine viel geringere optische Absorption als Wasser, was es zu einem idealen Lösungsmittel und Referenz für SWIR-Absorptionsmessungen macht. Das resultierende sauerstoffreiche Hämoglobinspektrum erstreckt sich mit einem SNR von 23118,7 vom VIS bis zum SWIR und stimmt sehr gut mit dem von Prahl veröffentlichten sauerstoffhaltigen Hämoglobinspektrum4  überein (Abbildung 7). Im VIS zeigt das sauerstoffhaltige Hämoglobinspektrum eine hohe Absorption mit charakteristischen Absorptionsspitzen bei etwa 415 nm und einem Dublett-Peak von etwa 540 bis 575 nm. Im NIR zeigt das sauerstoffhaltige Hämoglobinspektrum einen charakteristischen Peak, der sich über einen breiteren Wellenlängenbereich erstreckt, etwa 800 nm bis 1.100 nm. Im SWIR ist die Resorption von Hämoglobin gering. Von etwa 1.400 nm bis 1.600 nm zeigt das Hämoglobinspektrum jedoch eine höhere Absorption mit Spitzen, was wahrscheinlich auf das Wasser im Hämoglobin zurückzuführen ist, das während des Zentrifugationsprozesses nicht vollständig entfernt werden konnte.
Bei sauerstoffarmem Hämoglobin wurde der Hämoglobinlösung Natriumdithionit zugesetzt, um die Dissoziation von Sauerstoff von sauerstoffhaltigem Hämoglobin einzuführen und die Probe in sauerstoffarmes Hämoglobin umzuwandeln. Das resultierende Spektrum hat ein SNR von 9813,9 und wurde mit dem desoxygenierten Hämoglobinspektrum von Prahl verglichen und zeigt eine sehr starke Korrelation zwischen 400 nm und 1.000 nm4  (Abbildung 8). Das resultierende desoxygenierte Hämoglobinspektrum zeigt charakteristische Absorptionsspitzen bei etwa 430 nm, 560 nm und 760 nm. Danach nimmt die Absorption von sauerstoffarmem Hämoglobin ab, enthält aber kleinere Absorptionsspitzen um 1.200 nm und von 1.400 nm bis 1.600 nm. Die Extinktion zwischen 1.400 und 1.600 nm ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass Wasser während des Zentrifugationsprozesses nicht vollständig aus der Hämoglobinprobe entfernt wurde.
Vergleich der biologischen Absorber aus dem VIS-SWIR Die vollständigen VIS-SWIR-Spektren aller in diesem Protokoll charakterisierten biologischen Absorber sind in Abbildung 9 dargestellt, skaliert auf der Grundlage ihrer biologischen Konzentration in Gewebe2, was die deutlichen spektralen Unterschiede zwischen biologischen Absorbern hervorhebt. Zum Beispiel haben Melanin, sauerstoffreiches Hämoglobin und sauerstoffarmes Hämoglobin eine starke, charakteristische Absorption im VIS, die im Allgemeinen mit der Wellenlänge abnimmt, während Wasser und Lipid charakteristische Peaks im NIR und SWIR aufweisen. In biologischem Gewebe sorgt die Kombination aus einer Abnahme von Melanin und Hämoglobin sowie einer Abnahme der optischen Streuung für eine erhöhte optische Eindringtiefe im NIR und SWIR. Darüber hinaus ermöglichen die reduzierte Melaninabsorption des NIR und des SWIR die optische Untersuchung von sauerstoff- und sauerstoffarmem Hämoglobin, Lipid und Wasser mit minimalen Auswirkungen aufgrund der Hautpigmentierung.
<img alt="Absorptionsspektren biologischer Chromophore, Diagramm zum Vergleich von Melanin, HbO2, Hb, Lipid, Wasser." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig01.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 1"> 
Abbildung 1: Zuvor veröffentlichte Spektren gängiger biologischer Absorber über das UV zum SWIR. Die sauerstoffhaltigen und desoxygenierten Hämoglobinspektren wurden unter Verwendung von Daten von Prahl4 aufgetragen. Das Melaninspektrum wurde unter Verwendung von Daten von Sarna21 und Crippa23 aufgetragen. Das Lipidspektrum wurde mit Daten von van Veen24 aufgetragen. Das Wasserspektrum wurde mit Hilfe von Daten von Hale und Querry20 dargestellt. Abkürzung: SWIR = kurzwelliges Infrarot. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Laborblutprobe in rotem Fläschchen, biochemische Analyse, Aufbau von Experimenten für die medizinische Forschung." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig02.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 2"> 
Abbildung 2: Foto des Überstands und des Pellets der roten Blutkörperchen aus zentrifugiertem Vollblut. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Wasserabsorptionsspektren auf logarithmischer vs. linearer Skala; Grafik mit deuteriertem Wasser von O'Brien." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig03.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 3"> 
Abbildung 3: Vergleich des Absorptionsspektrums von Wasser und deuteriertem Wasser, das mit identischen Erfassungseinstellungen in der logarithmischen (links) und linearen (rechts) Absorptionsskala gesammelt wurde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Diagramm des Milli-Q-Wasserabsorptionsspektrums; Vergleich von Wellenlänge und Absorption, photonische Analyse." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig04.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 4"> 
Abbildung 4: Vergleich des Wasserabsorptionsspektrums, das mit den hier beschriebenen Methoden erfasst wurde, mit Hale und Querry20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Diagramm des Melaninabsorptionsspektrums, das OBrien-Melanin mit Sarna und Crippa-Eumelanin vergleicht." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig05.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 5"> 
Abbildung 5: Vergleich des Melaninabsorptionsspektrums, das mit den hier beschriebenen Methoden erfasst wurde, mit Sarna et al.21,22 und Crippa et al.23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Maisöl-Absorptionsspektrum vs. Berezin, Spektralanalyse, Grafik, optische Messung." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig06.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 6"> 
Abbildung 6: Vergleich des Maisöl-Absorptionsspektrums, das mit den hier beschriebenen Methoden erfasst wurde, mit Cao et al.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Diagramm des sauerstoffhaltigen Hämoglobin-Absorptionsspektrums; Spektralanalyse; Wellenlänge vs. Absorption." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig07.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 7"> 
Abbildung 7: Vergleich des sauerstoffhaltigen Hämoglobin-Absorptionsspektrums, das mit den hier beschriebenen Methoden erfasst wurde, mit Prahl4. Spektrale Merkmale von 1.400 bis 1.600 nm sind wahrscheinlich auf das Restwasser in der Probe zurückzuführen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Desoxygeniertes Hämoglobin-Absorptionsspektrum; Grafik zum Vergleich von OBrien- und Prahl-Daten (Wellenlänge vs. Absorption)." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig08.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 8"> 
Abbildung 8: Vergleich des deoxygenierten Hämoglobin-Absorptionsspektrums, das mit den hier beschriebenen Methoden erfasst wurde, mit Prahl4. Spektrale Merkmale von 1.400 bis 1.600 nm sind wahrscheinlich auf das Restwasser in der Probe zurückzuführen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig08large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Diagramm der Absorptionsspektren; biologische Absorber; Hb, HbO₂, Melanin; Wellenlänge vs. Absorption." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67403/67403fig9v3.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 9"> 
Abbildung 9: VIS-SWIR-Spektren gängiger biologischer Absorber. Abkürzung: VIS-SWIR = sichtbar-kurzwelliges Infrarot. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67403/67403fig9v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Charakterisierung biologischer Absorptionsspektren vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarot

For noninvasive light-based physiological monitoring, optimal wavelengths of individual tissue components can be identified using absorption spectroscopy. ...

characterization-biological-absorption-spectra-spanning-visible-to

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

SOM zugrunde liegt, viele Funktionen des Bodens und Prozesse, sondern seine Charakterisierung von FTIR-Spektroskopie wird oft durch mineralische Interferenzen herausgefordert. Das beschriebene Verfahren kann den Nutzen SOM Analyse von FTIR-Spektroskopie zu erhöhen, durch Subtraktion mineralischen Störungen im Boden Spektren mit empirisch gewonnen mineralischen Referenz Spektren.

Verbesserung der Infrarot-Spektroskopie Charakterisierung der organischen Bodensubstanz mit spektralen Subtraktionen

Dies ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zeigt den Zweck, den Betrieb und repräsentative Ergebnisse aus dem Roman Gravitationskraft Spektrometer.

Demonstration der Verwendung des neuartigen Gravitationskraft Spectrometer auf Stretch and Measure Faserproteinen

Fluoreszierende Nanopartikel in unserem Labor hergestellt werden, für die Bildgebung Ionenkonzentrationen und Ionenströme in biologischen Systemen wie Zellen während der Signalisierung und der interstitiellen Flüssigkeit während der physiologischen Homöostase eingesetzt.

Fluoreszierende Nanopartikel für die Messung von Ionen-Konzentration in biologischen Systemen

Eine zyklische Druck Bioreaktor in der Lage zu unterwerfen Herzklappengewebe zu physiologischen und pathologischen Druckverhältnisse ausgelegt ist. Ein LabVIEW-Programm ermöglicht es Benutzern, Druck Größe, Amplitude und Frequenz-Steuerung. Dieses Gerät kann verwendet werden, um die Mechanobiologie der Herzklappe Gewebe oder isolierte Zellen zu studieren.

Entwurf eines zyklischen Druck Bioreaktor für die Ex Vivo Studium der Aorten-Herzklappen

Alkanthiolat stabilisiert Goldkolloide als Monoschicht geschützt Cluster (MPL) bekannt sind, synthetisiert, charakterisiert und montiert zu dünnen Filmen als Adsorptions-Schnittstelle für Protein-Monoschicht Elektrochemie von einfachen Redox-Protein...

Synthesis, Assembly und Charakterisierung von Monolayer Protected Gold-Nanopartikeln Films für die Protein-Monoschicht Elektrochemie

Trotz der hervorragenden mechanischen und biochemischen Eigenschaften von Spinnenseide, kann dieses Material nicht in großen Mengen mit konventionellen Mitteln gewonnen werden. Hier beschreiben wir eine wirksame Strategie, um künstliche Spinnenseide, die ein wichtiger Prozess für die Ermittler Studium Spinnenseide Herstellung und ihre Verwendung als Next-Generation-Biomaterialien ist zu spinnen.

Synthetische Spinnenseide Produktion im Labormaßstab

Eine zweidimensionale Gaschromatographie-Flugzeit-Massenspektrometrie-Methode wird zur Charakterisierung der wässrigen Fraktion von Bioroh beschrieben, die aus der hydrothermalen Verflüssigung von Algen hergestellt wird. Dieses Protokoll kann auch zur Analyse der wässrigen Fraktion von flüssigen Produkten aus der Schnellpyrolyse, der katalytischen Schnellpyrolyse, der katalytischen Desoxygenierung und der Hydrobehandlung eingesetzt werden.

Qualitative Charakterisierung der wässrigen Fraktion von hydrothermale Verflüssigung von Algen mit Hilfe von 2D-Gaschromatographie mit Time-of-Flight Mass Spectrometry

Ein Protokoll für die Herstellung von Kunststoff mikrofluidischen Geräten mit transparenten Blick-Ports für die sichtbaren und infraroten Licht Bildgebung wird beschrieben.

Weichen lithografischen Verfahren zur Herstellung von Kunststoff mikrofluidischen Geräte mit Ansicht-Ports für sichtbaren und infraroten Licht durchlässig

Erkennung von Endotoxinen in Nanomaterialien stellt eine der großen Herausforderungen im Bereich der Nanomedizin. Hier präsentieren wir Ihnen eine Fallstudie, die beschreibt den Rahmen, bestehend aus drei verschiedenen LAL-Formaten, mögliche Endotoxin-Kontamination in Nanopartikel zu schätzen.

Nachweis von Endotoxin im Nano-Rezepturen mit Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Beschrieben wird eine zuverlässige und leicht reproduzierbare Methode zur Herstellung funktionalisierbarer, nahininiert emittierender photolumineszierender Gold-Nanocluster und deren direkter Detektion in HeLa-Zellen durch Durchflusszytometrie und konfokale Laserscanmikroskopie.

Synthese von Nahinfrarot emittierenden Gold-Nanoclustern für biologische Anwendungen

Lernen Sie die Charakterisierung biologischer Absorptionsspektren im VIS-SWIR-Bereich mit einem Zweistrahl-Spektrometer. Diese Methode erweitert die Bibliothek biologischer Absorber und verbessert optische Diagnoseverfahren für die mütterliche Gesundheit.

Charakterisierung biologischer Absorptionsspektren vom sichtbaren bis zum kurzwelligen Infrarot

Weitere Videos entdecken