Name: 화학 이미징을 위한 하이퍼스펙트럼 자극 라만 산란 및 일관된 안티스토크스 라만 산란 현미경의 직접 비교 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-28T13:20:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: 학습하세요 CARS와 SRS 현미경 기법을 비교하여 화학 이미징에 최적의 방법을 선택하는 방법을. 내재적 진동 신호를 이용한 무표지 생물학적 샘플 분석 기술을 익혀보세요.

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이 연구는 퍼듀 대학 화학과 스타트업 펀드의 지원을 받았다.

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

여기에 제시된 프로토콜은 다중 모드 CRS 현미경의 구축과 CARS와 SRS 이미징 간의 직접적인 비교를 설명합니다. 현미경 제작의 중요한 단계는 공간 및 시간적 빔 중첩 및 빔 크기 최적화입니다. SNR을 최적화하고 라만 이동을 교정하기 위해 생물학적 이미징 전에 DMSO와 같은 표준 샘플을 사용하는 것이 좋습니다. CARS와 SRS 이미지를 직접 비교하면 CARS가 더 나은 공간 해상도를 갖는 반면, SRS는 더 나은 스펙트럼 해상도와 덜 복잡한 화학적 대비를 제공한다는 것을 알 수 있습니다. CARS와 SRS 모두 비슷한 검출 한계를 가지고 있습니다.
CARS 및 SRS 이미징은 여기를 위해 고에너지 펄스 레이저를 사용합니다. 이를 통해 플랫폼은 추가적인 화학적 대비28,39를 위해 다중 광자 여기 형광, 고조파 생성 및 과도 흡수와 같은 다른 비선형 광학 이미징 양식을...

라만 산란 현상은 1928년 C. V. 라만1에 의해 처음 관찰되었다. 입사 광자가 샘플과 상호 작용할 때, 비탄성 산란 사건이 자발적으로 발생할 수 있으며, 여기서 광자의 에너지 변화는 분석 된 화학 종의 진동 전이와 일치합니다. 이 공정은 화학 태그를 사용할 필요가 없으므로 시료 교란을 최소화하면서 화학 분석을위한 다용도의 라벨이없는 도구입니다. 장점에도 불구하고, 자발적인 라만 산란은 낮은 산란 단면 (일반적으로 적외선 [IR] 흡수 단면보다10,11 낮음)을 앓고 있으며, 이는 분석2를 위해 긴 획득 시간을 필요로합니다. 따라서, 라만 산란 공정의 감도를 증가시키기 위한 탐구는 실시간 이미징을 위한 라만 기술을 추진하는데 필수적이다.
라만 산란의 감도를 크게 향상시키는 한 가지 효과적인 방법은 일관된 라만 산란 (CRS) 프로세스를 사용하는 것이며, 일반적으로 두 개의 레이저 펄스가 분자 진동 전이 3,4를 자극하는 데 사용됩니다. 두 레이저 사이의 광자 에너지 차이가 샘플 분자의 진동 모드와 일치하면 강한 라만 신호가 생성됩니다. 이미징을 위해 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 CRS 프로세스는 일관된 안티 스토크스 라만 산란 (CARS)과 자극 라만 산란 (SRS)5입니다. 지난 이십 년 동안 기술 개발은 CARS 및 SRS 현미경 검사 기술을 발전시켜 생물학적 샘플의 화학적 변화에 대한 라벨 없는 정량화 및 해명을위한 강력한 도구가되었습니다.
CARS 현미경에 의한 화학 이미징은 Duncan et al6에 의해 입증 된 CARS 이미지를 얻기 위해 레이저 스캐닝이 처음 적용되었을 때 1982 년으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. CARS 현미경의 현대화는 레이저 스캐닝 다중 광자 형광 현미경7의 광범위한 적용 후에 크게 가속화되었습니다. 높은 반복률 레이저를 사용하는 Xie 그룹의 초기 연구는 CARS를 생물학적 샘플 8,9,10에서 분자의 특성화를위한 고속, 라벨이없는 화학 이미징 플랫폼으로 전환했습니다. CARS 이미징의 주요 문제 중 하나는 비공진 배경의 존재로 이미지 대비가 감소하고 라만 스펙트럼이 왜곡된다는 것입니다. 비공진 배경 11,12,13,14,15를 감소시키거나 CARS 스펙트럼(16,17)으로부터 공진 라만 신호를 추출하기 위해 많은 노력이 이루어졌다. 이 분야를 크게 발전시킨 또 다른 발전은 하이퍼 스펙트럼 CARS 이미징으로, 화학적 선택성18,19,20,21이 향상된 각 이미지 픽셀에서 스펙트럼 매핑을 허용합니다.
자극 라만 산란 (SRS)은 CARS보다 젊은 이미징 기술이지만22 년 초에 발견되었습니다. 2007년에, SRS 현미경은 낮은 반복률 레이저 소스(23)를 사용하여 보고되었다. 곧, 몇몇 그룹은 높은 반복률 레이저24,25,26을 사용하여 고속 SRS 이미징을 시연했습니다. CARS에 대한 SRS 현미경 검사의 주요 장점 중 하나는 비공진 배경(27)의 부재이지만, 교차 위상 변조(XPM), 과도 흡수(TA), 이광자 흡수(TPA) 및 광열(PT) 효과와 같은 다른 배경은 SRS(28)에서 발생할 수 있다. 또한, SRS 신호 및 샘플 농도는 CARS와 달리 선형 관계를 가지며, 이는 직교 신호-농도 의존성(29)을 갖는다. 이것은 화학적 정량화와 스펙트럼 언믹싱을 단순화합니다. 다색 및 하이퍼스펙트럼 SRS는 30,31,32,33,34,35,36 형태로 진화해 왔으며, 스펙트럼 초점은 화학 이미징 37,38에 대한 가장 보편적인 접근법 중 하나이다.
CARS와 SRS 모두 신호 여기를 위한 분자의 진동 전이와 일치하도록 펌프와 스토크스 레이저 빔을 샘플에 집중해야 합니다. CARS 및 SRS 현미경도 공통점이 많습니다. 그러나 이러한 두 프로세스의 근간이 되는 물리학과 이러한 현미경 기술에 관련된 신호 검출은3,39의 불균형을 가지고 있습니다. CARS는 순 광자-분자 에너지 커플링3을 갖지 않는 파라메트릭 공정이다. 그러나, SRS는 비모수 프로세스이며, 광자와 분자 시스템(27) 사이의 에너지 전달에 기여한다. CARS에서는 스토크스 방지 주파수에서 새로운 신호가 생성되고, SRS는 펌프와 스토크스 레이저 빔 사이의 에너지 전달로 나타납니다.
CARS 신호는 Eq (1)28을 만족한다.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63677/63677eq1v2.png" style="margin: auto;"> (1)
한편, SRS 신호는 Eq(2)28로서 기입될 수 있다.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63677/63677eq2v2.png" style="margin: auto;">(2)
여기서, I p, Is, I CARS 및 ΔI SRS는 각각 펌프 빔, 스토크스 빔, CARS 신호 및 SRS 신호의 강도이다. χ(3)은 샘플의 3차 비선형 광학 감수성이며, 실제 및 허수 부분으로 구성된 복합 값입니다.
이들 방정식은 CARS 및 SRS의 스펙트럼 프로파일과 신호-농도 의존성을 표현한다. 물리학의 차이는이 두 현미경 기술에 대한 이질적인 검출 체계를 초래합니다. CARS에서의 신호 검출은 일반적으로 새로 생성된 광자의 스펙트럼 분리 및 광승수 튜브(PMT) 또는 전하 결합 장치(CCD)를 사용한 검출을 포함한다. SRS의 경우, 펌프와 스토크스 빔 사이의 에너지 교환은 일반적으로 광 변조기를 사용하는 고속 강도 변조 및 록인 증폭기와 페어링된 광 다이오드(PD)를 사용한 복조로 측정됩니다.
최근 몇 년 동안 CARS 및 SRS 분야에서 많은 기술 개발 및 응용 프로그램이 발표되었지만 두 CRS 기술에 대한 체계적인 비교는 동일한 플랫폼, 특히 하이퍼 스펙트럼 CARS 및 SRS 현미경에 대해 수행되지 않았습니다. 감도, 공간 분해능, 스펙트럼 분해능 및 화학적 분리 능력을 직접 비교하면 생물학자가 화학 정량화에 가장 적합한 형식을 선택할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 펨토초 레이저 시스템 및 스펙트럼 포커싱을 기반으로 하이퍼스펙트럼 CARS 및 SRS 형식을 모두 갖춘 멀티모달 이미징 플랫폼을 구축하기 위한 상세한 단계가 제공됩니다. 두 기술은 스펙트럼 해상도, 검출 감도, 공간 해상도 및 세포의 이미징 대비를 위해 전진 방향으로 비교되었습니다.

<table><tbody><tr><td>2D 갈보 스캐너 세트</td><td>Thorlabs</td><td>GVS002</td><td></td></tr><tr><td>음향 광학 변조기</td><td>Isomet</td><td>M1205-P80L-0.5</td><td></td></tr><tr><td>AOM 드라이버</td><td>Isomet</td><td>532B-2</td><td></td></tr><tr><td>데이터 수집 카드</td><td>National Instruments</td><td>PCle 6363</td><td>맞춤형 주문 필터 (980 sp)</td></tr> <tr><td>지연 단계</td><td>Zaber</td><td>X-LSM050A</td><td></td></tr><tr><td>중수소 oxide</td><td>Millipore Sigma</td><td>151882-100G</td><td></td></tr><tr><td>빔 조합용 이색성 미러</td><td>Thorlabs DMLP1000</td><td></td><td></td></tr><tr><td>신호 분리용 이색성 미러</td><td>Semrock</td><td>FF776-Di01-25x36</td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>MiliporeSigma</td><td>200-664-3</td><td></td></tr><tr><td>MIA PaCa 2 셀</td><td>ATCC</td><td>CRL-1420</td><td></td></tr><tr><td>펨토초 레이저 시스템</td><td>스펙트럼 물리학</td><td>InSightX3+</td><td></td></tr><tr><td>CARS용 필터</td><td>Chroma</td><td>AT655/30m</td><td></td></tr><tr><td>SRS용 필터</td><td></td><td>ET980sp</td><td></td></tr><tr><td>함수 발생기</td><td>Rigol</td><td>DG1022Z</td><td></td></tr><tr><td>유리 막대</td><td>격자 전기 광학</td><td>SF-57</td><td></td></tr><tr><td>반파 플레이트</td><td>Newport</td><td>10RP02-51; 10RP02-46</td><td></td></tr><tr><td>LabVIEW 2020</td><td>National Instruments</td><td></td><td>이것은 이미지 수집 소프트웨어</td></tr><tr><td>락인 증폭기</td><td>취리히 악기</td><td>HF2LI</td><td></td></tr><tr><td>현미경 하우징</td><td>올림푸스</td><td>BX51W1</td><td></td></tr><tr><td>대물 렌즈</td><td>올림푸스</td><td>UPLSAPO60XW</td><td></td></tr><tr><td>Origin Pro 2019b</td><td>OriginLab Corporation</td><td></td><td>이것은 스펙트럼 피팅 소프트웨어</td></tr><tr><td>오실로스코프입니다.</td><td>텍트로닉스</td><td>TBS2204B</td><td></td></tr><tr><td>포토다이오드</td><td>하마마츠</td><td>S3994-01</td><td></td></tr><tr><td>PMT 검출기</td><td>하마마츠</td><td>H7422P-40</td><td></td></tr><tr><td>PMT 전압 증폭기</td><td>Advanced Research Instrument Corp.</td><td>PMT4V3</td><td></td></tr><tr><td>편광 빔 스플리터 큐브</td><td>Thorlabs</td><td>PBS255</td><td></td></tr><tr><td>터미널 블록</td><td>National Instruments</td><td>BNC-2110</td><td></td></tr></tbody></table>

화학 이미징을 위한 하이퍼스펙트럼 자극 라만 산란 및 일관된 안티스토크스 라만 산란 현미경의 직접 비교

Direct Comparison of Hyperspectral Stimulated Raman Scattering and Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy for Chemical Imaging

자극된 라만 산란(SRS) 및 일관된 스토크스 라만 산란(CARS) 현미경은 가장 널리 사용되는 일관된 라만 산란 영상 기술입니다. 하이퍼스펙트럼 SRS 및 CARS 이미징은 모든 픽셀에서 라만 스펙트럼 정보를 제공하므로 다양한 화학 성분을 더 잘 분리할 수 있습니다. 두 기술 모두 두 개의 여기 레이저가 필요하지만 신호 감지 체계와 스펙트럼 특성은 상당히 다릅니다. 이 프로토콜의 목표는 단일 플랫폼에서 하이퍼스펙트럼 SRS 및 CARS 이미징을 모두 수행하고 서로 다른 생물학적 샘플을 이미징하기 위한 두 현미경 기술을 비교하는 것입니다. 스펙트럼 초점 방법은 펨토초 레이저를 사용하여 스펙트럼 정보를 획득하기 위해 사용된다. 표준 화학 샘플을 사용함으로써, 동일한 여기 조건(즉, 샘플에서의 전력, 픽셀 체류 시간, 대물 렌즈, 펄스 에너지)에서 SRS 및 CARS의 감도, 공간 분해능 및 스펙트럼 분해능을 비교한다. 생물학적 샘플에 대한 CARS 및 SRS의 이미징 콘트라스트는 병치되고 비교됩니다. CARS와 SRS 성능을 직접 비교하면 화학 이미징을위한 양식을 최적으로 선택할 수 있습니다.

스펙트럼 해상도의 비교 도 2는 DMSO 샘플을 이용한 하이퍼스펙트럼 SRS(도 2A) 및 CARS(도 2B) 현미경의 스펙트럼 분해능을 비교한다. SRS 스펙트럼의 경우, 스펙트럼에 맞게 두 개의 로렌치안 함수(프로토콜 단계 2.3 참조)를 적용하고, 2,913cm-1 피크를 사용하여 14.6cm-1의 분해능을 얻었다. CARS의 경우, 가우시안 배경을 가진 2개의 피크 피팅 기능(프로토콜 단계 2.3 참조)이 피팅에 활용되었으며, 이는 17.1cm-1의 스펙트럼 분해능을 제공하였다. 이러한 결과는 동일한 측정 조건에서 SRS가 CARS보다 더 나은 스펙트럼 분해능을 갖는다는 것을 보여줍니다. CARS에서 감소된 스펙트럼 분해능은 주로 비공명 배경의 관여에 의해 기여된다. 또...

이 논문은 동일한 현미경 플랫폼에 통합 된 자극 된 라만 산란 (SRS)과 일관된 스토크스 라만 산란 (CARS)의 해상도, 감도 및 이미징 대비를 직접 비교합니다. 결과는 CARS가 더 나은 공간 분해능을 가지며, SRS는 더 나은 콘트라스트와 스펙트럼 분해능을 제공하며, 두 방법 모두 비슷한 감도를 가지고 있음을 보여줍니다.

Stimulated Raman scattering (SRS) and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy are the most widely used coherent Raman scattering imaging ...

이 프로토콜은 일관된 안티 스토크스 라만 산란과 자극 된 라만 산란 과정을 포함하여 가장 널리 사용되는 두 가지 하이퍼 스펙트럼 코히어런트 라만 산란 기술을 비교하며, 이를 통해 생물 학자들은 생물학적 응용에 가장 적합한 이미징 양식을 선택할 수 있습니다. 고유 진동 시그니처를 사용하여 일관된 라만 분광법은 외인성 라벨링 없이도 화학 정보와 생물학적 샘플을 매핑 할 수 있습니다. Coherent Raman 현미경 검사는 세포 대사, 매핑, 약물 분포, 질병 진단 및 화학적 변화 정량화에 대한 우리의 이해를 넓혔습니다.이것은 광학 및 분광법 모두에서 충분한 훈련이 필요한 기술입니다. 이 기술을 사용하기 전에 몇 가지 리뷰 기사를 읽고 전문가의 교육을 받는 것이 좋습니다. 시작하려면 양면 테이프 조각을 커버 슬립 위에 놓고 테이프 중간에서 테이프의 작은 직사각형 모양을 잘라 샘플이 배치 될 열린 영역을 만들어 이미징 슬라이드를 준비하십시오.1 내지 2 마이크로리터의 순수한 DMSO를 피펫팅하고 공석의 중앙에 액적을 분배한다. 조심스럽게 상단 덮개 슬립을 놓고 DMSO 샘플이 테이프의 가장자리에 닿지 않도록 하면서 커버 슬립의 가장자리를 부드럽게 놓아 챔버를 밀봉합니다. 감도 실험을 위해, 중수소 산화물에서 DMSO의 연속 희석물을 준비하여 50 ~ 0 %의 농도 범위를 제공하고 각 용액의 1 ~ 2 마이크로 리터를 취하여 이전에 입증 된대로 압축 샘플을 준비하십시오.샘플을 현미경 스테이지에 놓고 대물 렌즈 또는 응축기에 필요한 경우 물 또는 침지 오일을 첨가하십시오. 시야각에서 DMSO 액적의 가장자리를 적절하게 움직이고 대물 렌즈를 조정하여 최상의 초점을 맞춘 다음 Kohler 조명 방법을 사용하여 콘덴서를 중앙에 맞추고 콘덴서의 다이어프램을 완전히 엽니 다. 다음으로, 펌프 빔 파장을 800나노미터로 조정하여 2913 파장 CH3 피크를 표적으로 하고, 반파판을 조정하여 펌프와 스토크스 빔의 전력을 현미경 전에 약 30밀리와트로 설정한다.SRS의 경우 잠금 증폭기 게인을 7마이크로초의 시간 상수로 약 10으로 설정하여 시간 상수가 픽셀 유지 시간보다 작도록 합니다. 약 100x100 평방 마이크로미터의 스캔 크기로 픽셀 번호 200 x 200을 사용하여 이미지 획득 파라미터 및 획득 소프트웨어를 설정하고, 이미지에 DMSO 액적과 빈 영역이 모두 포함되어 있는지 확인한 다음, 샘플을 스캔하고 컴퓨터 화면에서 이미지를 확인합니다. 다음으로, 실시간 이미지를 모니터링하면서 Stokes 펌프 빔에서 전동식 지연 이미지를 스캔하고 신호가 최대화 될 때까지 지연 시간을 통해 스캔하십시오.DMSO 액적을 움직여 전체 시야각을 덮고 신호가 펌프 빔에 따라 최대 DC 신호가 이미지의 중앙에 집중되어 있는지 확인하십시오. 미러를 통해 펌프 빔의 위치를 조정하거나 이미징 소프트웨어에서 전압 오프셋을 조정합니다. DC 최적화 후 채도가 이미지의 중앙에 집중되어 있는지 확인하는 동안 임계값을 조정하여 약 50% 채도를 표시하도록 임계값을 조정하여 AC 신호가 최대화될 때까지 Stokes 빔 미러를 조정합니다.그렇지 않은 경우 Stokes 빔에서만 미러를 미세 조정하고 정렬 중에 신호를 모니터링하여 정렬 품질에 대한 실시간 피드백으로 모니터링합니다. SNR 분석의 경우 ImageJ 소프트웨어를 열고 파일을 클릭한 다음 가져오기를 클릭한 다음 드롭다운 메뉴에서 텍스트 이미지 및 열기 옵션을 클릭하여 저장된 DMSO 샘플 텍스트 파일을 가져옵니다. 이미지를 가져온 후 Control Shift C를 눌러 밝기 및 대비 기능을 표시한 다음 DMSO 샘플의 영역이 포화되어 나타날 때까지 밝기 및 대비 기능에서 자동 단추를 눌러 최대 샘플 신호를 찾습니다.그런 다음 ImageJ 인터페이스에서 타원형 선택 도구를 클릭하고 포화 DMSO 영역의 작은 영역을 강조 표시합니다. 강조 표시한 후 M을 눌러 선택한 영역의 평균 및 표준 편차를 측정합니다. 배경을 측정하려면 빈 영역의 신호가 관찰될 때까지 밝기 및 대비 기능에서 막대를 조정한 다음 타원형 선택을 클릭하고 배경의 영역을 강조 표시하여 선택한 영역에 DMSO가 포함되어 있지 않은지 확인합니다.그런 다음 M을 눌러 선택한 영역의 통계를 측정합니다. 다음으로, 표준 편차와 함께 잡음 평균값 및 신호 평균값을 측정하여 이전에 입증된 바와 같이 SNR을 계산한다. 하이퍼스펙트럼 CRS 이미지를 처리하려면 파일을 클릭한 다음 드롭다운 메뉴에서 가져오기, 텍스트 이미지 및 열기 옵션을 클릭하여 텍스트 파일을 가져옵니다.가져온 후 이미지, 스택을 클릭 한 다음 도구 및 몽타주를 스택으로 클릭하여 파일을 이미지 스택으로 변환 한 다음 첫 번째 DMSO 피크가 표시 될 때까지 몽타주를 스크롤합니다. DMSO에서 영역을 선택하고 이미지를 클릭한 다음 스택 및 플롯 Z축 프로파일 옵션을 클릭하여 강도 대 프레임 번호 스펙트럼을 플로팅합니다. 그런 다음 목록을 클릭하고 프로파일 데이터를 복사하여 원시 스펙트럼 데이터를 추출하십시오.복구된 스펙트럼을 주파수 단위로 변환하려면 DMSO 및 해당 프레임 번호에서 늘어나는 대칭 및 비대칭 CH를 사용하여 선형 회귀를 수행하십시오. DMSO의 스펙트럼 분해능은 하이퍼스펙트럼 SRS 및 CARS 현미경을 사용하여 측정되었으며, 이는 각각 14.6 및 17.1 파수의 분해능을 보여주며, 이는 SRS가 더 나은 스펙트럼 분해능을 갖는다는 것을 나타낸다. DMSO SRS 스펙트럼은 0.1 및 0.01% 농도에서 얻어졌으며, 여기서 2913 파수에서의 피크는 전자에서는 분해될 수 있지만, 후자에서는 그렇지 않으며, 검출 한계가 0.1 내지 0.01%DMSO 사이임을 나타낸다.위상 검색된 CARS 스펙트럼은 DMSO 2913 파수 피크가 0.1%DMSO에 대해 명확하게 분해될 수 있음을 보여주지만, 이들 두 농도 사이의 검출 한계를 나타내는 0.01%는 아니다. MIA PaCA-2 셀의 SRS 및 CARS 강도 프로파일은 SRS 신호가 398.6 나노 미터의 분해능을 제공하는 반면 CARS 신호는 330.3 나노 미터의 1.2 배 더 나은 분해능을 제공한다는 것을 입증했습니다. 서로 다른 광학 지연 위치에 있는 MIA PaCa-2 셀의 SRS 및 CARS 이미지는 SRS의 밝은 점으로 지질 방울이 있는 가장 강한 신호를 보여 주는 반면, CARS는 콘트라스트가 훨씬 감소했습니다.그러나, 스펙트럼 포커싱에서 37 파수 적색 이동은 SRS 및 CARS 둘 다에 대한 지질 콘트라스트를 개선시켰다. SRS 스펙트럼은 다른 소기관보다 지질 방울에 대해 2850 파수에서 훨씬 더 강한 신호를 보여주는 반면, CARS 스펙트럼은 작은 적색 시프트를 보여줍니다. 일관된 라만 산란 신호를 최적화하려면 먼저 샘플 초점을 찾은 다음 광학 지연을 조정하고 마지막으로 최대값이 달성 될 때까지 미러를 미세 조정하십시오.과도 흡수와 같은 다른 펌프 프로브 기술은 본질적으로 CRS 플랫폼에 통합됩니다. 이 기술은 강한 빛을 흡수하는 비형광 분자의 흡수 동역학을 측정하는데 매우 강력하다. 이 기술을 통해 연구자들은 높은 화학 세포 활성을 가진 라벨이없는 방식으로 작은 분자를 볼 수 있습니다.또한 연구원은 지질 대사, 세포 내 역학 및 약물 분포의 변화를 볼 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

세 단일 파장 짧은 펄스 레이저의 조합 일관된 안티 - 스톡 래맨 산란 (자동차)과 이중 - 공진 자동차 (DR - 자동차)를 생성하는 데 사용됩니다. 이러한 신호의 차이점은 약한 래맨 scatterers의 이미징을함으로써 일관된 래맨 신호를 감지 않으면 어려운위한 향상된 감도를 제공합니다.

이중 - 공진 코히어런트 반 스톡스 래맨 산란 (자동차)와 생물 학적 구조의 차동 영상

분자 결합의 고유 진동에 따라 코 히어 런트 반 스톡스 라만 산란 (CARS) 현미경 레이블없는 화학적으로 선택적 라이브 세포 이미징을 허용합니다. 사파이어 레이저와 OPO 레이저 본 작업은 펨토초의 Ti에 기초한 표준 광자 레이저 스캐닝 현미경에 상보 현미경 기술의 구현을 제공한다.

사파이어와 OPO 레이저 기반 표준 레이저 스캐닝 현미경 :에 Ti에 코 히어 런트 반 스톡스 라만 산란 (CARS) 시스템의 구현

이 원고에서, 레이저 스캐닝 현미경과 SRS 실험 설정의 통합에 의해 얻어진 자극된 라만 산란(SRS) 현미경의 구현이 설명된다. SRS 현미경은 두 개의 펨토초(fs) 레이저 소스, Ti-Sapphire(Ti:Sa) 및 동기화된 광학 파라메트릭 발진기(OPO)를 기반으로 합니다.

자극된 라만 산란을 기반으로 한 비선형 현미경 구현

자극라만 산란 (SRS) 현미경 검사법은 특정 화학 적 moieties의 선택적, 라벨없는 이미징을 허용하고 효과적으로 생체 내에서 지질 분자를 이미지하기 위해 사용되었습니다. 여기에서, 우리는 SRS 현미경 검사법의 원리에 대한 간략한 소개를 제공하고 Caenorhabditis elegans에있는 지질 저장에 그것의 사용을 위한 방법을 기술합니다.

자극라만 산란 현미경 검사를 사용하여 Caenorhabditis elegans의 지질 저장 역학의 라벨 프리 이미징

이 프로토콜은D2O대사의 단일 세포 자극 라만 산란 이미징에 의해 2.5시간 이내에 신속한 항균 감수성 테스트(AST) 분석을 제공합니다. 이 방법은 소변 또는 전혈 환경의 박테리아에 적용되며, 이는 클리닉에서 신속한 단일 세포 표현형 AST를 변형시킵니다.

단일 박테리아에 혼입된 중수소의 자극된 라만 산란 이미징에 의한 신속한 항균 감수성 테스트

자극된 라만 산란(SRS) 현미경은 강력하고 비파괴적이며 라벨이 없는 이미징 기술입니다. 한 가지 새로운 응용 분야는 자극 라만 조직학이며, 여기서 단백질과 지질 라만 전이에서 두 가지 컬러 SRS 이미징이 의사 헤마톡실린 및 에오신 이미지를 생성하는 데 사용됩니다. 여기에서는 조직 진단을 위한 실시간 이색 SRS 이미징을 위한 프로토콜을 시연합니다.

조직 진단을 위한 마우스 뇌의 실시간 두 가지 색상 자극 라만 산란 영상

이 기사에서는 스펙트럼 초점 모듈과 이중 출력 펄스 레이저의 통합을 제시하여 금 나노 입자와 암세포의 신속한 초분광 이미징을 가능하게 합니다. 이 작업은 표준 레이저 스캐닝 현미경에서 다중 모드 비선형 광학 기술의 세부 사항을 시연하는 것을 목표로 합니다.

다중 모드 비선형 광학 현미경을 사용한 나노 입자의 세포 흡수의 생체 분자 이미징

우리는 광대역 자극 라만 산란 (SRS) 현미경으로 화학 이미지를 획득하기위한 프로토콜을 제시합니다. 차등 다중 채널 잠금 검출로 작동하는 SRS 현미경을 기반으로 하는 프로토콜은 시료 준비, SRS 장치의 조정 및 화학적으로 이질적인 샘플의 서로 다른 구성 요소를 분리하기 위한 화학측정법을 설명합니다.

광대역 자극 라만 산란 현미경을 기반으로 한 멀티플렉스 화학 이미징

수초화를 시각화하는 것은 신경계를 연구하는 많은 연구자들에게 중요한 목표입니다. CAS는 미엘린과 같은 특수 구조를 조명하는 뇌와 같은 조직 내에서 지질을 기본적으로 이미지화할 수 있는 면역형광법과 호환되는 기술입니다.

뇌 조각의 수초화 이미징을 위한 일관된 안티-스톡스 라만 분광법(CARS) 애플리케이션

label-free 광학 이미징 방식을 결합한 멀티모달 플랫폼을 활용하여 세포 역학 및 신진대사를 시각화하고 정량화하기 위한 프로토콜을 개발했습니다. 다광자 형광, 2차 고조파 생성 및 유도 라만 산란 현미경을 통한 이미징을 통해 세포 및 분자 환경에 대한 전체적인 개요를 생성할 수 있습니다.

세포 대사 연구를 위한 멀티모달 광학 이미징 플랫폼

학습하세요 CARS와 SRS 현미경 기법을 비교하여 화학 이미징에 최적의 방법을 선택하는 방법을. 내재적 진동 신호를 이용한 무표지 생물학적 샘플 분석 기술을 익혀보세요.

화학 이미징을 위한 하이퍼스펙트럼 자극 라만 산란 및 일관된 안티스토크스 라만 산란 현미경의 직접 비교

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