Rifiuto di fluorescenza di fondo in risonanza e spontanea microspettroscopia Raman

Sommario

Discutiamo la costruzione e gestione di un complesso sistema ottico non lineare che utilizza ultraveloci tutto-ottici di commutazione per isolare Raman da segnali di fluorescenza. Utilizzando questo sistema siamo in grado di separare con successo segnali Raman e di fluorescenza utilizzando le energie del polso e medie potenze che rimangono biologicamente sicuri.

Abstract

Spettroscopia Raman è spesso afflitto da un forte background fluorescente, in particolare per i campioni biologici. Se un campione viene eccitato con un treno di impulsi ultraveloci, un sistema che può separare spettralmente temporalmente sovrapposti segnali su una scala temporale picosecondo possibile isolare tempestivamente arriva Raman luce diffusa dal tardo arrivo luce di fluorescenza. Qui si discute la costruzione e gestione di un complesso sistema ottico non lineare che utilizza tutte le ottiche di commutazione nella forma di una bassa potenza ottica Kerr porta per isolare i segnali Raman e di fluorescenza. Un singolo laser 808 nm con 2,4 W di potenza media e 80 MHz, frequenza di ripetizione è diviso, con circa 200 mW di luce 808 nm di essere convertito in <5 mW luce di 404 nm inviato il campione di eccitare scattering Raman. I restanti non convertito luce 808 nm viene poi inviato ad un mezzo non lineare, dove funge da pompa per il tutto-ottica dell'otturatore. L'otturatore si apre e si chiude in 800 fs con un'efficienza di picco di circa il 5%. Utilizzando questo sistema siamo in grado di separare con successo segnali Raman e di fluorescenza ad un tasso di ripetizione 80 MHz utilizzando energie del polso e medie potenze che rimangono biologicamente sicuri. Poiché il sistema non ha alcuna capacità di ricambio in termini di potenza ottica, abbiamo dettaglio diverse considerazioni di progettazione e di allineamento che aiutano nella massimizzare il throughput del sistema. Discutiamo anche nostro protocollo per ottenere la sovrapposizione spaziale e temporale del segnale e travi pompa all'interno del mezzo Kerr, nonché un protocollo dettagliato per l'acquisizione dello spettro. Infine, si segnala un paio di risultati rappresentativi degli spettri Raman ottenuti in presenza di una forte fluorescenza utilizzando il nostro tempo-gating sistema.

Protocollo

1. Alcuni bisogna fare attenzione nella preparazione e l'immissione di un campione Raman all'interno di questo sistema.

1. Poiché il sistema fa uso di solito molto alti obiettivi apertura numerica con distanze di lavoro molto brevi, i campioni sono posti su un vetrino. I campioni biologici sono generalmente posto su un vetrino n ° 1 spessore montato in una camera cellula Attofluor (Invitrogen, Carlsbad, CA).
2. Campioni liquidi, in particolare quelli tossici per l'uomo, vengono inseriti in una piccola bottiglia di vetro con un coprioggetto cementato l'apertura per mezzo di una resina di silicone. La bottiglia viene poi invertito per la ....

Discussione

Il campo della ricerca biomedica spettroscopia Raman ha visto un crescente interesse negli ultimi anni come risultato del suo potenziale dimostrata per risolvere diverse sfide difficili nella diagnostica biologica. Per esempio, spettri Raman hanno dimostrato di avere valore diagnostico nel cancro della rilevazione ^{3, 4, 5, 6.} Spettroscopia Raman è stata utilizzata anche nella quantificazione batterica ^{7, 8} e risposta ai farmaci dei batteri ^9. Inoltre ha trovato applicazione in una vasta .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Lenti	Thorlabs	Vari	Tutte le lenti rivestiti di avere perdite di trasmissione massima di 1% ciascuno
Ti sintonizzabile: Sapph laser	Coerente	Camaleonte	NJ 30, 200 fs, 80 MHz
40X olio obiettivo ad immersione	Olimpo	UApo/340	NA = 1,35
Microscopio invertito	Olimpo	IX-71	Modificato per rimuovere tutti gli obiettivi a babordo
Mezza onda piastra	Thorlabs	AHWP05M-600
Glan-Thompson polarizzatore	Thorlabs	GTH10M	~ Perdita di trasmissione del 10%
Spettrometro	PI Acton	SP2300i
CCD	PI Acton	Pixis 100B
Software Mathmatical	The MathWorks	MATLAB	versione 2008a
Faraday isolatore	EOT	BB8-5I
Piezoelettrico specchio	Newport	AG-M100
BBO cristallo	CASIX	costume	1 millimetro di spessore
Passabanda filtro 1	Andover	008FC14	808 ± 0,4 nm
Specchio dicroico	Semrock	FF662-FDI01	limite di banda a 662 nm
Lungo filtro passa-	Semrock	BLP01-405R	limite di banda a 417 nm
Passabanda filtro 2	Semrock	FF02-447/60	417-447 nm
CS 2	Sigma-Aldrich	335266	99% di purezza
Cumarina 30	Sigma-Aldrich	546127	99% di purezza
Olio di immersione	Cargille	16242	Tipo di DF