Imágenes hiperespectrales como herramienta para estudiar la anisotropía óptica en cristales únicos moleculares basados en lantanoia

Summary

Aquí, presentamos un protocolo para obtener datos de imágenes hiperespectrales luminiscentes y para analizar las características de anisotropía óptica de cristales únicos basados en lantanoide utilizando un sistema de imágenes hiperespectrales.

Abstract

En este trabajo, describimos un protocolo para una novedosa aplicación de imágenes hiperespectrales (HSI) en el análisis de cristales únicos moleculares basados en lantanoide luminiscente (Ln³⁺). Como ejemplo representativo, elegimos un único cristal del complejo heterodinuclear basado en Ln [TbEu(bpm)(tfaa)₆] (bpm-2,2'-bipirimidina, tfaa^– 1,1,1-trifluoroacetylacetonate) que exhibe una emisión visible brillante bajo excitación UV. HSI es una técnica emergente que combina imágenes espaciales en 2 dimensiones de una estructura luminiscente con información espectral de cada píxel de la imagen obtenida. Específicamente, HSI en cristales individuales del complejo [Tb-Eu] proporcionó información espectral local revelando la variación de la intensidad de la luminiscencia en diferentes puntos a lo largo de los cristales estudiados. Estos cambios se atribuyeron a la anisotropía óptica presente en el cristal, que resulta del embalaje molecular diferente de los iones Ln³⁺ en cada una de las direcciones de la estructura cristalina. El HSI aquí descrito es un ejemplo de la idoneidad de dicha técnica para las investigaciones espectro-espaciales de materiales moleculares. Sin embargo, es importante destacar que este protocolo se puede extender fácilmente para otros tipos de materiales luminiscentes (como cristales moleculares del tamaño de micrones, micropartículas inorgánicas, nanopartículas en tejidos biológicos o células etiquetadas, entre otros), lo que abre muchas posibilidades para una investigación más profunda de las relaciones estructura-propiedad. En última instancia, estas investigaciones proporcionarán conocimientos que se aprovecharán en la ingeniería de materiales avanzados para una amplia gama de aplicaciones, desde la bioimagen hasta aplicaciones tecnológicas, como guías de ondas o dispositivos optoelectrónicos.

Introduction

La imagen hiperespectral (HSI) es una técnica que genera un mapa espacial donde cada coordenada x-y contiene una información espectral que podría basarse en cualquier tipo de espectroscopia, a saber, fotoluminiscencia, absorción y dispersión de espectroscopias^1,,2,,3. Como resultado, se obtiene un conjunto tridimensional de datos (también llamado "cubo hiperespectral"), donde las coordenadas x-y son los ejes espaciales y la coordenada z es la información espectral de la muestra analizada. Por lo tanto, el cubo hiperespectral contiene información esp....

Protocol

ADVERTENCIA: Se recomienda utilizar gafas de seguridad específicas para la longitud de onda de excitación que se utiliza en todo momento al operar el imager.

1. Configuración del microscopio hiperespectral

NOTA: En la Figura 2ase ofrece una visión general del sistema de imágenes hiperespectral, y se describen los principales componentes del imager. El sistema de imágenes se puede utilizar para la detección de la emisión visible o infrarroja cercana (NIR) de una muestra. Dependiendo de qué detección se desea (visible o NIR), la luz pasa a través de dos caminos de luz diferentes

Results

Para ilustrar la configuración del microscopio hiperespectral para la adquisición de datos en un cristal único molecular basado en Ln (es decir, [TbEu(bpm)(tfaa)₆], Figura 1a), la Figura 2 muestra una visión general del sistema, así como la colocación correcta de los cubos ópticos en la configuración. La Figura 3 muestra una captura de pantalla del software PHySpec que contiene los menús utilizados durante la adquisición .......

Discussion

El protocolo de imágenes hiperespectrales aquí descrito proporciona un enfoque sencillo que permite obtener información espectroscópica en ubicaciones precisas de la muestra. Usando la configuración descrita, la resolución espacial (asignaciónx e y) puede alcanzar hasta 0.5 m mientras que la resolución espectral puede ser de 0.2 nm para la asignación en el rango visible y 0.6 nm para el rango NIR.

Con el fin de realizar mapeo hiperespectral en un solo cristal, la preparación .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Portaobjetos de vidrio para microscopio	FisherBrand	12-550-15	Portaobjetos de vidrio utilizados para la preparación de muestras
Generador de imágenes confocal hiperespectral de infrarrojo visible y cercano	PhotonETC		Microscopio utilizado para el análisis, construido de acuerdo con las necesidades del usuario, por lo tanto, no es un número de catálogo