Name: Ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 57 s
Description: Poznaj ultraszybką spektroskopię Ramana stymulowaną bliską podczerwienią do badania dynamiki cząsteczek π-sprzężonych. Metoda oferuje wyższą czułość i krótszy czas pomiaru niż konwencjonalne techniki.

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

Ta praca była wspierana przez JSPS KAKENHI Grant Numbers JP24750023, JP24350012, MEXT KAKENHI Grant Numbers JP26104534, JP16H00850, JP26102541, JP16H00782, oraz MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities, 2015–2019.

<ol><li>Polívka, T., Herek, J. L., Zigmantas, D., Åkerlund, H. -E., Sundström, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Observation+of+the+%28Forbidden%29+S1+State+in+Carotenoids%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Direct Observation of the (Forbidden) S1 State in Carotenoids.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (9), 4914-4917 (1999).</li>
<li>Takaya, T., Iwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relaxation+Mechanism+of+%CE%B2-Carotene+from+S2+%281Bu%2B%29+State+to+S1+%282Ag-%29+State%3A+Femtosecond+Time-Resolved+Near-IR+Absorption+and+Stimulated+Resonance+Raman+Studies+in+900-1550+nm+Region%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Relaxation Mechanism of β-Carotene from S2 (1Bu+) State to S1 (2Ag-) State: Femtosecond Time-Resolved Near-IR Absorption and Stimulated Resonance Raman Studies in 900-1550 nm Region.</a> Journal of Physical Chemistry A. 118 (23), 4071-4078 (2014).</li>
<li>Takaya, T., Anan, M., Iwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrational+Relaxation+Dynamics+of+%CE%B2-Carotene+and+Its+Derivatives+with+Substituents+on+Terminal+Rings+in+Electronically+Excited+States+as+Studied+by+Femtosecond+Time-Resolved+Stimulated+Raman+Spectroscopy+in+the+Near-IR+Region%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Vibrational Relaxation Dynamics of β-Carotene and Its Derivatives with Substituents on Terminal Rings in Electronically Excited States as Studied by Femtosecond Time-Resolved Stimulated Raman Spectroscopy in the Near-IR Region.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 20 (5), 3320-3327 (2017).</li>
<li>Guo, J., Ohkita, H., Benten, H., Ito, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-IR+Femtosecond+Transient+Absorption+Spectroscopy+of+Ultrafast+Polaron+and+Triplet+Exciton+Formation+in+Polythiophene+Films+with+Different+Regioregularities%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Near-IR Femtosecond Transient Absorption Spectroscopy of Ultrafast Polaron and Triplet Exciton Formation in Polythiophene Films with Different Regioregularities.</a> Journal of the American Chemical Society. 131 (46), (2009).</li>
<li>Hwang, I. -W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carrier+Generation+and+Transport+in+Bulk+Heterojunction+Films+Processed+with+1%2C8-Octanedithiol+as+a+Processing+Additive%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Carrier Generation and Transport in Bulk Heterojunction Films Processed with 1,8-Octanedithiol as a Processing Additive.</a> Journal of Applied Physics. 104 (3), 033706(2008).</li>
<li>Yonezawa, K., Kamioka, H., Yasuda, T., Han, L., Moritomo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+Carrier+Formation+from+Acceptor+Exciton+in+Low-Gap+Organic+Photovoltaic%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Express%22%5BJournal%5D)">Fast Carrier Formation from Acceptor Exciton in Low-Gap Organic Photovoltaic.</a> Applied Physics Express. 5 (4), 042302(2012).</li>
<li>Takaya, T., Enokida, I., Furukawa, Y., Iwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Observation+of+Structure+and+Dynamics+of+Photogenerated+Charge+Carriers+in+Poly%283-hexylthiophene%29+Films+by+Femtosecond+Time-Resolved+Near-IR+Inverse+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Direct Observation of Structure and Dynamics of Photogenerated Charge Carriers in Poly(3-hexylthiophene) Films by Femtosecond Time-Resolved Near-IR Inverse Raman Spectroscopy.</a> Molecules. 24 (3), 431(2019).</li>
<li>Clafton, S. N., Huang, D. M., Massey, W. R., Kee, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Dynamics+of+Excitons+and+Hole-Polarons+in+Composite+P3HT%2FPCBM+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Dynamics of Excitons and Hole-Polarons in Composite P3HT/PCBM Nanoparticles.</a> Journal of Physical Chemistry B. 117 (16), 4626-4633 (2013).</li>
<li>Cook, S., Furube, A., Katoh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+Excited+States+of+Regioregular+Polythiophene+P3HT%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Analysis of the Excited States of Regioregular Polythiophene P3HT.</a> Energy & Environmental Science. 1 (2), 294-299 (2008).</li>
<li>Okino, S., Takaya, T., Iwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Time-Resolved+Near-Infrared+Spectroscopy+of+Oligothiophenes+and+Polythiophene%3A+Energy+Location+and+Effective+Conjugation+Length+of+Their+Low-Lying+Excited+States%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Time-Resolved Near-Infrared Spectroscopy of Oligothiophenes and Polythiophene: Energy Location and Effective Conjugation Length of Their Low-Lying Excited States.</a> Chemistry Letters. 44 (8), 1059-1061 (2015).</li>
<li>Takaya, T., Iwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+Femtosecond+Time-Resolved+Near-IR+Multiplex+Stimulated+Raman+Spectrometer+in+Resonance+with+Transitions+in+the+900-1550+nm+Region%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Development of a Femtosecond Time-Resolved Near-IR Multiplex Stimulated Raman Spectrometer in Resonance with Transitions in the 900-1550 nm Region.</a> Analyst. 141 (14), 4283-4292 (2016).</li>
<li>Jas, G. S., Wan, C., Johnson, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picosecond+Time-Resolved+Fourier+Transform+Raman+Spectroscopy+of+9%2C10-Diphenylanthracene+in+the+Excited+Singlet+State%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Picosecond Time-Resolved Fourier Transform Raman Spectroscopy of 9,10-Diphenylanthracene in the Excited Singlet State.</a> Applied Spectroscopy. 49 (5), 645-649 (1995).</li>
<li>Jas, G. S., Wan, C., Kuczera, K., Johnson, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picosecond+Time-Resolved+Fourier-Transform+Raman+Spectroscopy+and+Normal-Mode+Analysis+of+the+Ground+State+and+Singlet+Excited+State+of+Anthracene%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Picosecond Time-Resolved Fourier-Transform Raman Spectroscopy and Normal-Mode Analysis of the Ground State and Singlet Excited State of Anthracene.</a> Journal of Physical Chemistry. 100 (29), 11857-11862 (1996).</li>
<li>Sakamoto, A., Okamoto, H., Tasumi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+Picosecond+Transient+Raman+Spectra+by+Asynchronous+Fourier+Transform+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Observation of Picosecond Transient Raman Spectra by Asynchronous Fourier Transform Raman Spectroscopy.</a> Applied Spectroscopy. 52 (1), 76-81 (1998).</li>
<li>Sakamoto, A., Matsuno, S., Tasumi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+Picosecond+Time-Resolved+Raman+Spectrometers+with+Near-Infrared+Excitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Construction of Picosecond Time-Resolved Raman Spectrometers with Near-Infrared Excitation.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 37 (1-3), 429-435 (2006).</li>
<li>Sakamoto, A., Matsuno, S., Tasumi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picosecond+Near-Infrared+Excited+Transient+Raman+Spectra+of+%CE%B2-Carotene+in+the+Excited+S2+State%3A+Solvent+Effects+on+the+in-Phase+C%3DC+Stretching+Band+and+Vibronic+Coupling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Structure%22%5BJournal%5D)">Picosecond Near-Infrared Excited Transient Raman Spectra of β-Carotene in the Excited S2 State: Solvent Effects on the in-Phase C=C Stretching Band and Vibronic Coupling.</a> Journal of Molecular Structure. 976 (1-3), 310-313 (2010).</li>
<li>Yoshizawa, M., Kurosawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Time-Resolved+Raman+Spectroscopy+Using+Stimulated+Raman+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Time-Resolved Raman Spectroscopy Using Stimulated Raman Scattering.</a> Physical Review A. 61 (1), 013808(2000).</li>
<li>Yoshizawa, M., Kubo, M., Kurosawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+Photoisomerization+in+DCM+Dye+Observed+by+New+Femtosecond+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Luminescence%22%5BJournal%5D)">Ultrafast Photoisomerization in DCM Dye Observed by New Femtosecond Raman Spectroscopy.</a> Journal of Luminescence. 87-89, 739-741 (2000).</li>
<li>Yoshizawa, M., Aoki, H., Hashimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrational+Relaxation+of+the+2Ag%E2%80%93+Excited+State+in+All-Trans-%CE%B2-Carotene+Obtained+by+Femtosecond+Time-Resolved+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Vibrational Relaxation of the 2Ag– Excited State in All-Trans-β-Carotene Obtained by Femtosecond Time-Resolved Raman Spectroscopy.</a> Physical Review B. 63 (18), 180301(2001).</li>
<li>McCamant, D. W., Kukura, P., Mathies, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Broadband+Stimulated+Raman%3A+A+New+Approach+for+High-Performance+Vibrational+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Broadband Stimulated Raman: A New Approach for High-Performance Vibrational Spectroscopy.</a> Applied Spectroscopy. 57 (11), 1317-1323 (2003).</li>
<li>McCamant, D. W., Kukura, P., Yoon, S., Mathies, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Broadband+Stimulated+Raman+Spectroscopy%3A+Apparatus+and+Methods%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Broadband Stimulated Raman Spectroscopy: Apparatus and Methods.</a> Review of Scientific Instruments. 75 (11), 4971-4980 (2004).</li>
<li>Kukura, P., McCamant, D. W., Mathies, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy.</a> Annual Review of Physical Chemistry. 58, 461-488 (2007).</li>
<li>Laimgruber, S., Schachenmayr, H., Schmidt, B., Zinth, W., Gilch, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectrograph+for+the+Near+Ultraviolet%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+B%22%5BJournal%5D)">A Femtosecond Stimulated Raman Spectrograph for the Near Ultraviolet.</a> Applied Physics B. 85 (4), 557-564 (2006).</li>
<li>Umapathy, S., Lakshmanna, A., Mallick, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+Raman+Loss+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Ultrafast Raman Loss Spectroscopy.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 40 (3), 235-237 (2009).</li>
<li>Mallick, B., Lakshmanna, A., Umapathy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+Raman+Loss+Spectroscopy+%28URLS%29%3A+Instrumentation+and+Principle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Ultrafast Raman Loss Spectroscopy (URLS): Instrumentation and Principle.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 42 (10), 1883-1890 (2011).</li>
<li>Kloz, M., van Grondelle, R., Kennis, J. T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wavelength-Modulated+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy-Approach+towards+Automatic+Data+Processing%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Wavelength-Modulated Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy-Approach towards Automatic Data Processing.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (40), 18123-18133 (2011).</li>
<li>Kloz, M., Weißenborn, J., Polívka, T., Frank, H. A., Kennis, J. T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+Watermarking+in+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy%3A+Resolving+the+Nature+of+the+Carotenoid+S%2A+State%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Spectral Watermarking in Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy: Resolving the Nature of the Carotenoid S* State.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 18 (21), 14619-14628 (2016).</li>
<li>Kuramochi, H., Takeuchi, S., Tahara, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+Structural+Evolution+of+Photoactive+Yellow+Protein+Chromophore+Revealed+by+Ultraviolet+Resonance+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Ultrafast Structural Evolution of Photoactive Yellow Protein Chromophore Revealed by Ultraviolet Resonance Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 3 (15), 2025-2029 (2012).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+High+Pressure+Induced+Strong+and+Weak+Hydrogen+Bonds+Enhanced+by+Pre-Resonance+Stimulated+Raman+Scattering+in+Liquid+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Dynamic High Pressure Induced Strong and Weak Hydrogen Bonds Enhanced by Pre-Resonance Stimulated Raman Scattering in Liquid Water.</a> Optics Express. 25 (25), 31670-31677 (2017).</li>
<li>Ashner, M. N., Tisdale, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Repetition-Rate+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy+with+Fast+Acquisition%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High Repetition-Rate Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy with Fast Acquisition.</a> Optics Express. 26 (14), 18331-18340 (2018).</li>
<li>Quincy, T. J., Barclay, M. S., Caricato, M., Elles, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+Dynamics+in+Higher-Lying+Electronic+States+with+Resonance-Enhanced+Femtosecond+Stimulated+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Probing Dynamics in Higher-Lying Electronic States with Resonance-Enhanced Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy.</a> Journal of Physical Chemistry A. 122 (42), 8308-8319 (2018).</li>
<li>Taylor, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+Vibrational+Modulation+of+the+Solvated+GFP+Chromophore+into+a+Conical+Intersection%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Delayed Vibrational Modulation of the Solvated GFP Chromophore into a Conical Intersection.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 21 (19), 9728-9739 (2019).</li>
<li>Cassabaum, A. A., Silva, W. R., Rich, C. C., Frontiera, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orientation+and+Polarization+Dependence+of+Ground-+and+Excited-State+FSRS+in+Crystalline+Betaine-30%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Orientation and Polarization Dependence of Ground- and Excited-State FSRS in Crystalline Betaine-30.</a> Journal of Physical Chemistry C. 123 (20), 12563-12572 (2019).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Raman+Spectroscopy+%28The+Spectroscopical+Society+of+Japan%2C+Spectroscopy+Series+1%29%22">Raman Spectroscopy (The Spectroscopical Society of Japan, Spectroscopy Series 1)</a>. Hamaguchi, H., Iwata, K. , Kodansha. Tokyo, Japan. (2015).</li>
<li>Hashimoto, H., Koyama, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+C%3DC+Stretching+Raman+Lines+of+%CE%B2-Carotene+Isomers+in+the+S1+State+as+Detected+by+Pump-Probe+Resonance+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">The C=C Stretching Raman Lines of β-Carotene Isomers in the S1 State as Detected by Pump-Probe Resonance Raman Spectroscopy.</a> Chemical Physics Letters. 154 (4), 321-325 (1989).</li>
<li>Noguchi, T., Hayashi, H., Tasumi, M., Atkinson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvent+Effects+on+the+ag+C%3DC+Stretching+Mode+in+the+21Ag-+Excited+State+of+%CE%B2-Carotene+and+Two+Derivatives%3A+Picosecond+Time-Resolved+Resonance+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Solvent Effects on the ag C=C Stretching Mode in the 21Ag- Excited State of β-Carotene and Two Derivatives: Picosecond Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy.</a> Journal of Physical Chemistry. 95 (8), 3167-3172 (1991).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Kluczowe czynniki w femtosekundowym pomiarze ramanowskim w bliskiej podczerwieni stymulowanym multipleksem w bliskiej podczerwieni Aby uzyskać czasowo rozdzielcze widma Ramana stymulowane bliską podczerwienią o wysokim stosunku sygnału do szumu, widmo sondy powinno mieć idealnie jednakową intensywność w całym zakresie długości fal. Generowanie kontinuum światła białego (sekcja 2.5) jest zatem jedną z najważniejszych części eksperymentów Ramana stymulowanych w bliskiej podczerwieni w czasie rozdzielc...

Spektroskopia Ramana jest potężnym i wszechstronnym narzędziem do badania struktur molekuł w szerokiej gamie próbek, od prostych gazów, cieczy i ciał stałych po funkcjonalne materiały i systemy biologiczne. Rozpraszanie Ramana jest znacznie wzmocnione, gdy energia fotonów światła wzbudzenia zbiega się z energią przejścia elektronowego cząsteczki. Rezonansowy efekt Ramana pozwala nam selektywnie obserwować widmo Ramana gatunku w próbce złożonej z wielu rodzajów molekuł. Przejścia elektronowe w bliskiej podczerwieni cieszą się dużym zainteresowaniem jako sonda do badania dynamiki stanów wzbudzonych cząsteczek o dużych strukturach sprzężonych z π. Energia i czas życia najniższego wzbudzonego stanu singletowego zostały określone dla kilku karotenoidów, które mają długi jednowymiarowy łańcuch polienowy1,2,3. Dynamika wzbudzeń neutralnych i naładowanych została dokładnie zbadana dla różnych polimerów fotoprzewodzących w filmach4,5,6,7, nanocząstki8, and solutions9,10,11. Szczegółowe informacje na temat struktur stanów nieustalonych będzie możliwe do uzyskania, jeśli do tych układów zostanie zastosowana czasowo-rozdzielcza spektroskopia Ramana w bliskiej podczerwieni. Opisano jednak tylko kilka badań dotyczących czasowo-rozdzielczej spektroskopii Ramana w bliskiej podczerwieni12,13,14,15,16, ponieważ czułość spektrometrów Ramana w bliskiej podczerwieni jest bardzo niska. Niska czułość wynika głównie z niskiego prawdopodobieństwa rozpraszania Ramana w bliskiej podczerwieni. Prawdopodobieństwo spontanicznego rozpraszania Ramana jest proporcjonalne do ωiωs3, gdzie ωi i ωs są odpowiednio częstościami światła wzbudzającego i światła rozpraszającego Ramana. Ponadto dostępne na rynku detektory bliskiej podczerwieni mają znacznie niższą czułość niż detektory CCD działające w zakresie UV i widzialnym.
Femtosekundowa spektroskopia Ramana stymulowana czasowo stała się nową metodą obserwacji zależnych od czasu zmian aktywnych pasm wibracyjnych Ramana poza pozorną granicą transformaty Fouriera impulsu laserowego17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33. Wymuszone rozpraszanie Ramana jest generowane przez naświetlanie dwoma impulsami lasera: pompy Ramanowskiej i impulsów sondy. W tym przypadku zakłada się, że impuls pompy Ramana ma większą częstotliwość niż impuls sondy. Gdy różnica między częstotliwościami impulsów pompy Ramanowskiej i sondy pokrywa się z częstotliwością aktywnych drgań molekularnych Ramana, wibracje są koherentnie wzbudzane dla dużej liczby cząsteczek w napromieniowanej objętości. Nieliniowa polaryzacja indukowana przez koherentne drgania molekularne wzmacnia pole elektryczne impulsu sondy. Technika ta jest szczególnie skuteczna w przypadku spektroskopii Ramana w bliskiej podczerwieni, ponieważ wymuszone rozpraszanie Ramana może rozwiązać problem czułości spontanicznych spektrometrów Ramana w bliskiej podczerwieni z rozdzielczością czasową. Wymuszone rozpraszanie Ramana jest wykrywane jako zmiany intensywności impulsu sondy. Nawet jeśli detektor bliskiej podczerwieni ma niską czułość, wymuszone rozpraszanie Ramana zostanie wykryte, gdy intensywność sondy zostanie wystarczająco zwiększona. Prawdopodobieństwo wymuszonego rozpraszania Ramana jest proporcjonalne do ωRPωSRS, gdzie ωRP i ωSRS to odpowiednio częstotliwości impulsu pompy Ramana i wymuszonego rozpraszania Ramana20. Częstotliwości wymuszonego rozpraszania Ramana, ωRP i ωSRS, są równoważne odpowiednio ωi i ωs dla spontanicznego rozpraszania Ramana. Niedawno opracowaliśmy femtosekundowy, czasoprzestrzenny spektrometr Ramana w bliskiej podczerwieni, wykorzystujący wymuszone rozpraszanie Ramana do badania struktur i dynamiki krótkożyciowych stanów przejściowych fotogenerowanych w układach π-sprzężonych2,3,7,10. W tym artykule przedstawiamy szczegóły techniczne naszego femtosekundowego spektrometru Ramana stymulowanego multipleksem w bliskiej podczerwieni w bliskiej podczerwieni. Opisano wyrównanie optyczne, akwizycję czasowo stymulowanych widm Ramana oraz kalibrację i korekcję zarejestrowanych widm. Dynamika stanu wzbudzonego β-karotenu w roztworze toluenu jest badana jako reprezentatywne zastosowanie spektrometru.

<table><tbody><tr><td>1-osiowy etap translacyjny</td><td>OptSigma</td><td>TSD-401S</td><td>Stosowane są również produkty równoważne temu; dla M22, L9 i CM na rysunku 1A</td></tr><tr><td>20-centymetrowa optyczna linia opóźniająca</td><td>OptSigma</td><td>SGSP26-200</td><td>ODL1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>3-osiowy stolik translacyjny</td><td>OptSigma</td><td>TSD-405SL</td><td>dla L8 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>3-osiowy stolik translacyjny</td><td>Suruga Seiki</td><td>B72-40C</td><td>dla FC w Rysunek 1A</td></tr><tr><td>5-centymetrowa optyczna linia opóźniająca</td><td>PMT</td><td>HRS-0050</td><td>ODL2 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Al Lustrzane zwierciadło wklęsłe</td><td></td><td>CM254-050-G01</td><td>Ogniskowa: 50 mm; CM na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Płyta podstawy</td><td>Suruga Seiki</td><td>A21-6</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A</td></tr><tr><td>BBO Crystal</td><td>EKSMA Optics-Type</td><td></td> <td>1, &theta; = 23,2 stopnia; BBO na rysunku 1A</td></tr><tr><td>BK7 Soczewka płasko-wklęsła</td><td>OptSigma</td><td>SLB-25.4-50NIR2</td><td>Ogniskowa: 50 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L6 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>BK7 Soczewka płasko-wypukła</td><td>OptSigma</td><td>SLB-25.4-150PIR2</td><td>Ogniskowa: 150 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L2, L3, L5 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>BK7 Soczewka płasko-wypukła</td><td>OptSigma</td><td>SLB-25.4-100PIR2</td><td>Ogniskowa: 100 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L4 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>BK7 Soczewka płasko-wypukła</td><td>OptSigma</td><td>SLB-25.4-200PIR2</td><td>Ogniskowa: 200 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L7 na rysunku 1A Szerokopasmowe</td></tr><tr><td>zwierciadło dielektryczne</td><td>OptSigma</td><td>TFMS-25.4C05-2/7</td><td>M22-M25, M28, M29 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Szerokopasmowe zwierciadło dielektryczne</td><td>Fotonika precyzyjna (zaawansowane cienkie warstwy)</td><td>-</td><td>M26, M27, M30-M32 na rysunku 1A Szerokopasmowa</td></tr><tr><td>płyta półfalowa</td><td></td> CryLight-HWP3 <td></td><td>na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Filtr z kolorowego szkła</td><td>HOYA</td><td>IR85</td><td>F1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Filtr z kolorowego szkła</td><td>HOYA</td><td>RM100</td><td>F2 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Filtr z kolorowego szkła</td><td>Schott</td><td>BG39</td><td>F3 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Komputer</td><td>Dell</td><td>Vostro 200 Mini Tower</td><td>System operacyjny: Windows XP</td></tr><tr><td>Cykloheksan</td><td>Kanto Kagaku</td><td>07547-1B</td> Oprogramowanie do analizy danych <td>klasy HPLC</td></tr><tr><td></td><td>Wavemetrics</td><td>Igor Pro 8</td><td></td></tr><tr><td>Dielektryczny rozdzielacz wiązki</td><td>LAYERTEC-Odbicie</td><td></td> <td>: Transmisja = 2 : 1; BS1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Dielektryczny rozdzielacz wiązki</td><td>LAYERTEC-Odbicie</td><td></td>: <td>Transmisja = 1 : 1; BS2, BS3 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Zwierciadło dielektryczne</td><td>Precision Photonics (Advanced Thin Films)</td><td>-</td><td>M1-M8 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Oscyloskop cyfrowy</td><td>Tektronix</td><td>TDS3054B</td><td>500 MHz,</td></tr><tr><td>rurka elastomerowa</td> 5 GS/s <td>-</td><td></td> <td>rysunek 1E</td></tr><tr><td>Femtosekundowy Ti: oscylator szafirowy</td><td>Coherent</td><td>Vitesse 800-2</td><td>Długość fali: 800 nm, czas trwania impulsu: 100 fs, moc średnia: 280 mW, częstotliwość powtarzania: 80 MHz; zawarte w Ti:S na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Femtosekundowy wzmacniacz regeneracyjny Ti:szafirowy</td><td>Coherent</td><td>Legend-Elite-F-HE</td><td>Długość fali: 800 nm, czas trwania impulsu: 100 fs, energia impulsu: 3,5 mJ, częstotliwość powtarzania: 1 kHz; zawarte w Ti:S na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Polaryzator foliowy</td><td>OptSigma</td><td>SPFN-30C-26</td><td>P1 na rysunku</td></tr><tr><td>1A Pryzmat Glan-Taylor</td><td>OptSigma</td><td>GYPB-10-10SN-3/7</td><td>P2 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Złote lustro</td><td>OptSigma</td><td>TFG-25C05-10</td><td>M9-M21 na rysunku</td></tr><tr><td>1A Płyta półfalowa</td><td>OptSigma</td><td>WPQ-7800-2M</td><td>HWP1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Separator harmonicznych</td><td>koherentny</td><td>TOPAS-C HRs 410-540 nm</td><td>HS na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Detektor matrycowy InGaAs</td><td>Horiba</td><td>Symphony-IGA-512X1-50-1700-1LS</td><td>512 ch, chłodzony ciekłym azotem</td></tr><tr><td>InGaAs PIN Fotodioda</td><td>Hamamatsu Photonics</td><td>G10899-01K</td><td></td></tr><tr><td>IR Półfalowa płyta</td><td></td> OptiSource-HWP2 <td></td><td>na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Iris</td><td>Suruga Seiki</td><td>F74-3N</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; I1-I17 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Uchwyt obiektywu</td><td>OptSigma</td><td>LHF-25.4S</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; dla L1-L10 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Mikropompa</td><td>magnetycznej pompy zębatej</td><td>184-415</td><td></td></tr><tr><td>Uchwyt lustrzany</td><td>Siskiyou</td><td>IM100. C2M6R</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, BBO, CM na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Karta luminoforowa bliskiej podczerwieni</td><td>Nakrętka Thorlabs</td><td>VRC2</td><td></td></tr><tr><td>-</td><td></td><td></td> <td>Rysunek 1E, M4; zakupiony w sklepie dla majsterkowiczów</td></tr><tr><td>Chopper optyczny</td><td>New Focus</td><td>3501</td><td>OC na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Optyczny wzmacniacz parametryczny</td><td>Koherent</td><td>OPerA-F</td><td>OPA1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Optyczny wzmacniacz parametryczny</td><td>koherentny</td><td>TOPAS-C</td><td>OPA2 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Uchwyt polaryzatora</td><td>OptSigma</td><td>PH-30-ARS</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; dla P1-P2 i HWP1-3 na rysunku 1A Rurka</td></tr><tr><td>polifluorooctanu</td> <td>-</td><td></td> <td>Rysunek 1E</td></tr><tr><td>Uchwyt na słupek</td><td>OptSigma</td><td>BRS-12-80</td><td>Stosowane są również produkty równoważne z tym; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Kwarcowa komórka przepływowa</td><td>Tosoh Quartz</td><td>T-70-UV-2</td><td>FC na rysunku</td></tr><tr><td>1A Kwarcowa soczewka płasko-wklęsła</td><td>OptSigma</td><td>SLSQ-25-50N</td><td>Ogniskowa: 50 mm; L8 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Kwarcowy obiektyw płasko-wypukły</td><td>OptSigma</td><td>SLSQ-25-100P</td><td>Ogniskowa: 100 mm; L1, L9 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Kwarcowy obiektyw płasko-wypukły</td><td>OptSigma</td><td>SLSQ-25-220P</td><td>Ogniskowa: 220 mm; L10 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Optyka mola</td> <td>z płytą szafirową</td> <td>o</td> <td>grubości 3 mm; SP na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Si PIN Fotodioda</td><td>Hamamatsu Photonics</td><td>S3883</td><td></td></tr><tr><td>Pojedynczy spektrograf</td><td>Horiba Jobin Yvon</td><td>iHR320</td><td>Ogniskowa: 32 cm</td></tr><tr><td>Pręt ze stali nierdzewnej</td><td>Suruga Seiki</td><td>A41-100</td><td>Stosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Pręt</td> <td>ze stali nierdzewnejNewport</td><td>J-SP-2</td><td>Rysunek 1E</td></tr><tr><td>Toluen</td><td>Kanto Kagaku</td><td>40180-1B</td><td></td></tr><tr><td>Płyta stalowa w kształcie litery U</td> klasy HPLC <td>-</td><td></td> <td>Rysunek 1E; zakupiony w sklepie dla majsterkowiczów</td></tr><tr><td>Filtr o zmiennej neutralnej gęstości (z uchwytem)</td><td>OptSigma</td><td>NDHN-100</td><td>VND1 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Filtr o zmiennej neutralnej gęstości (z uchwytem)</td><td>OptSigma</td><td>NDHN-U100</td><td>VND2 na rysunku 1A</td></tr><tr><td>Wizualny język programowania</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2009</td><td>Oprogramowanie sterujące w tym badaniu jest zaprogramowane w LabVIEW 2009</td></tr><tr><td>Filtr pasmowo-przepustowy z siatką objętościową</td><td>OptiGrate</td><td>BPF-1190</td><td>BPF na rysunku 1A</td></tr><tr><td>&beta;-Karoten</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>035-05531</td><td></td></tr></tbody></table>

ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Femtosekundowa spektroskopia Ramana stymulowana czasowo jest obiecującą metodą obserwacji dynamiki strukturalnej krótkożyciowych stanów przejściowych z przejściami w bliskiej podczerwieni (bliskiej podczerwieni), ponieważ może przezwyciężyć niską czułość spontanicznych spektrometrów Ramana w obszarze bliskiej podczerwieni. W tym miejscu opisujemy szczegóły techniczne femtosekundowego, czasowo-rozdzielczego, stymulowanego multipleksem spektrometru Ramana w bliskiej podczerwieni, który niedawno opracowaliśmy. Dostępny jest również opis generowania i optymalizacji sygnału, pomiaru, akwizycji danych oraz kalibracji i korekcji zarejestrowanych danych. Przedstawiamy zastosowanie naszego spektrometru do analizy dynamiki stanu wzbudzonego β-karotenu w roztworze toluenu. Pasmo rozciągania C=C β-karotenu w drugim najmniej wzbudzonym stanie singletu (S2) i najniższym wzbudzonym singletowym stanie (S1) jest wyraźnie obserwowane w zarejestrowanych stymulowanych czasowo widmach Ramana. Femtosekundowy, czasowo-rozdzielczy spektrometr Ramana stymulowany bliską podczerwienią ma zastosowanie do dynamiki strukturalnej układów π-sprzężonych, od prostych cząsteczek po złożone materiały.

Femtosekundowa czasowo rozdzielcza bliskopodczerwona stymulowana spektroskopia ramanowska została zastosowana do β-karotenu w roztworze toluenu. Stężenie próbki wynosiło 1 x 10-4 mol dm-3. Próbkę pobudzono fotoekscytacyjnym impulsem pompującym o długości fali 480 nm i energii impulsu 1 μJ. Czasowo rozdzielcze widma stymulowanego rozpraszania ramanowskiego β-karotenu w toluenie przedstawiono na Rysunku 2A. Surowe widma zawierały silne pasma ramanowskie r...

Opisano szczegóły generowania i optymalizacji sygnału, pomiaru, akwizycji danych i obsługi danych dla femtosekundowego, czasowo rozdzielczego, stymulowanego spektrometrem Ramana w bliskiej podczerwieni. Jako reprezentatywne zastosowanie pokazano badanie Ramana stymulowane bliską podczerwienią dynamiki stanu wzbudzonego β-karotenu w toluenie.

Ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

Nasz protokół jest szczególnie przydatny w badaniu struktury i dynamiki cząsteczek sprzężonych z liczbą pi w początkowej fazie reakcji chemicznych i biochemicznych. Technika ta ma nieco wyższą czułość i sprawia, że czas pomiaru jest krótszy niż konwencjonalna czasowo-rozdzielcza spontaniczna spektroskopia Ramana w bliskiej podczerwieni z dostępnymi obecnie detektorami. Aby rozpocząć, zakończ konfigurację optyczną, jak pokazano tutaj.Najpierw wyrównaj wiązkę laserową. Po włączeniu i rozgrzaniu lasera z szafirem tytanowym umieść wizytówkę za drugą tęczówką, która będzie działać jako ekran. Wyreguluj lustro pierwsze, aż wiązka przejdzie przez środek tęczówki.Następnie wyreguluj lustro drugie, aż wiązka lasera przejdzie przez środek drugiej tęczówki. Po wyrównaniu upewnij się, że wiązka przechodzi jednocześnie przez środki zarówno pierwszej przysłony, jak i tęczówki drugiej. Po prawidłowym ustawieniu lasera zacznij wyrównywać optyczną linię opóźniającą.Najpierw przesuń stolik w kierunku lustra drugiego tak daleko, jak to możliwe, za pomocą przycisku kierunku na kontrolerze stage. Następnie wyreguluj lustro pierwsze, aż wiązka przejdzie przez środek pierwszej tęczówki. Następnie odsuń stolik jak najdalej od drugiego lustra.Wyreguluj lustro dwa, aż wiązka przejdzie przez środek pierwszej przysłony. Teraz przesuń stolik jak najbliżej wejścia wiązki i upewnij się, że wiązka nadal przechodzi przez środek pierwszej tęczówki. Następnie usuń tęczówkę pierwszą z pozycji lustra trzeciego i umieść lustra trzy i cztery na linii opóźnienia optycznego.Wyreguluj lustra trzy i cztery, aż wiązka przejdzie przez środek przysłony dwójnej. Z filtrem o zmiennej neutralnej gęstości na ścieżce padającej wiązki, umieść wizytówkę za szafirową płytką jako ekran. Obróć filtr, aby stopniowo zwiększać moc przesyłanej wiązki, aż na ekranie pojawi się żółta biała plamka.Następnie bardzo ostrożnie obróć filtr dalej w tym samym kierunku, aż fioletowy pierścień otoczy żółtą białą plamę na ekranie. Następnie, aby wyrównać wiązkę pompy Ramana, umieść odblaskowy filtr pasmowo-przepustowy z gradacją głośności w ścieżce wiązki wyjściowej optycznego wzmacniacza parametrycznego. Wyreguluj filtr pasmowo-przepustowy i lustro 17 za pomocą karty czujnika bliskiej podczerwieni, aby obserwować plamkę wiązki.Aby rozpocząć optymalizację widma sondy, należy wykonywać ciągłe pomiary i maksymalizować liczbę detektorów na wyświetlaczu. Aby to osiągnąć, stopniowo obracaj płytkę półfalową pierwszą. Następnie stopniowo zwiększaj intensywność padającego impulsu, obracając jeden filtr o zmiennej gęstości optycznej.Rób to, aż maksymalna i minimalna liczba detektorów osiągnie odpowiednio około 30 000 i 4 000. Jeśli zacznie się obserwować duży wzór oscylacyjny, obracaj filtr o zmiennej gęstości optycznej w przeciwnym kierunku, aż wzór zniknie. Aby skonfigurować nakładanie się przestrzenne, umieść rozdrabniacz optyczny na ścieżce wiązki pompy Ramana.Następnie umieść kartę czujnika bliskiej podczerwieni w pozycji próbki. Dostosuj kierunek wiązki pompy Ramana, regulując lustro 21, aż punkty pompy Ramana i wiązki sondy całkowicie się ze sobą zazębią. Aby przygotować się do czasowego nakładania się, umieść fotodiodę kołkową z arsenku indu i galu w miejscu próbki, w którym pompa Ramana i wiązki sondy przestrzennie nakładają się na siebie.Następnie podłącz wyjście sygnału fotodiody do oscyloskopu cyfrowego o częstotliwości 500 megaherców i pięciu giga próbek na sekundę, aby monitorować, kiedy impulsy pompy Ramana i sondy docierają do tej samej pozycji. Ustaw skalę poziomą oscyloskopu na jedną nanosekundę na działkę i odczytaj czas szczytu intensywności sygnału dla pompy Ramana i impulsów sondy blokujących drugi impuls. Podłącz rurki wlotowe i wylotowe magnetycznej pompy zębatej do butelki zawierającej 30 mililitrów cykloheksanu i rozpocznij przepływ cykloheksanu zgodnie z opisem w protokole tekstowym.Uruchom pomiary ciągłe i sprawdź, czy na wyświetlaczu zaobserwowano stymulowane pasma Ramana cykloheksanu. Najsilniejsze pasmo cykloheksanu pojawia się w pikselach od 55 do 58, gdy środkowa długość fali jest ustawiona na 1 410 nanometrów. Po wykryciu stymulowanych pasm Ramana zmaksymalizuj intensywność pasma na wyświetlaczu.Osiągnij to poprzez iteracyjną regulację zwierciadła 21, fazy obrotowej śmigłownika optycznego i położenia drugiej linii opóźnienia optycznego. Uruchom pojedynczy pomiar i zapisz widmo jako plik tekstowy. Następnie usuń toluen ze zbiornika i podłącz rurki wlotowe/wylotowe magnetycznej pompy zębatej do butelki zawierającej 25 mililitrów roztworu toluenu o 1X razy 10 do minus czterech moli na litr beta-karotenu.Następnie rozpocznij przepływ roztworu próbki. Następnie umieść rozdrabniacz optyczny na ścieżce wiązki pompy aktynicznej. Przesuń zrzut belki ze ścieżki belki pompy aktynicznej na tor belki pompy Ramana.Następnie nałóż przestrzennie wiązki pompy aktynicznej i sondy w pozycji próbki za pomocą wizytówki zamiast karty czujnika bliskiej podczerwieni. Uruchom pomiary ciągłe i sprawdź, czy na wyświetlaczu obserwuje się przejściowe wchłanianie beta-karotenu. Pasmo absorpcyjne pojawia się z kształtem malejącym monotonicznie w kierunku dłuższych fal lub z dwoma maksimami w okolicach zera i 511 piksela.Zmaksymalizuj intensywność absorpcji, ponownie regulując lustro 32 po wykryciu pasma absorpcji przejściowej. Przerwij ciągłe pomiary, a następnie zmniejsz położenie pierwszej linii opóźnienia optycznego, aż absorpcja przejściowa całkowicie zniknie. Umieść rozdrabniacz optyczny na ścieżce wiązki pompy Ramana i usuń zrzut wiązki ze ścieżki wiązki pompy Ramana.Następnie uruchom eksperyment z rozdzielczością czasową zgodnie z opisem w protokole tekstowym, wybierając etap SK z menu rozwijanego. Wprowadź pozycję początkową zakresu A tak, aby była mniejsza o około 50 mikronów w porównaniu z pozycją, w której przejściowy sygnał absorpcyjny zniknął po pomiarze czasowo-rozdzielczych widm absorpcyjnych. Femtosekundowa spektroskopia Ramana stymulowana w bliskiej podczerwieni została zastosowana do roztworu beta-karotenu i toluenu.Widma beta-karotenu i toluenu pokazano tutaj. Widma surowe zawierały silne pasma Ramana rozpuszczalnika toluenu i słabe pasmo Ramana beta-karotenu w stanie podstawowym, a także pasma Ramana fotowzbudzonego beta-karotenu. Pokazano tutaj te same widma, ale odjęte za pomocą wymuszonego widma Ramana tego samego roztworu na jedną pikosekundę przed fotowzbudzeniem.Widma po odjęciu wykazały zniekształcone linie podstawowe, które są spowodowane absorpcją fotowzbudzonego beta-karotenu i/lub innymi nieliniowymi procesami optycznymi. Linie bazowe stały się płaskie po skorygowaniu ich za pomocą funkcji wielomianowych. Na tym rysunku stymulowane w czasie widma Ramana beta-karotenu wykazały dwa silne pasma w obszarze od 1 400 do 1 800 odwróconych centymetrów.Szerokie stymulowane pasmo Ramana przy zerowych pikosekundach przypisano do wibracji rozciągających S2 beta-karotenu w fazie C z podwójnym wiązaniem C. Jego szczytową pozycję oszacowano na 1 556 centymetrów odwrotnych. Pasmo rozciągliwe C z podwójnym wiązaniem C w fazie S1 beta-karotenu pojawiło się, gdy pasmo rozciągliwe S2 C z podwójnym wiązaniem C rozpadało się.Pozycja szczytowa pasma rozciągliwego S1 C z podwójnym wiązaniem C została przesunięta w górę o osiem centymetrów wstecznych z 0,12 do pięciu pikosekund. Ważne jest, aby próbować i dostosowywać kierunek wiązki pompy Ramana raz za razem, aż punkty pompy Ramana i wiązki sondy całkowicie zachodzą na siebie, aby znaleźć stymulowane pasma Ramana cykloheksanu. Procedura ta może być natychmiast wykorzystana w innych femtosekundowych eksperymentach czasowo-rozdzielczych w celu dokładniejszego przyjrzenia się dynamice reakcji chemicznych.Procedura ta pozwoli na znalezienie odpowiedzi na nowe pytania podczas badań chemicznych cząsteczek sprzężonych z pi. Podczas wykonywania tego zabiegu nie zapomnij założyć okularów ochronnych, które ochronią oczy przed silnym światłem lasera. Dotyczy to również światła rozproszonego.

ultrafast-time-resolved-near-ir-stimulated-raman-measurements

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Omówiono konstrukcję i działanie złożonego nieliniowego układu optycznego, który wykorzystuje ultraszybkie przełączanie całkowicie optyczne do izolacji sygnałów Ramanowskich od sygnałów fluorescencyjnych. Dzięki zastosowaniu tego układu możliwe jest skuteczne rozdzielenie sygnałów Ramanowskich i fluorescencyjnych przy użyciu energii impulsów oraz mocy średniej, które pozostają bezpieczne biologicznie.

Eliminacja tła fluorescencyjnego w rezonansowej i spontanicznej mikrospektroskopii Ramana

Kluczowe etapy funkcjonowania białka, w szczególności zmiany konformacyjne szkieletu i reakcje transferu protonów, często odbywają się w skali od mikrosekund do milisekund. Te dynamiczne procesy można badać za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera ze skanowaniem czasowo-rozdzielczym, w szczególności w przypadku białek, których funkcja jest wyzwalana przez światło.

Transfer protonów i dynamika konformacji białek w białkach światłoczułych za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera ze skanowaniem czasowym i transformacją Fouriera

Ten protokół opisuje kluczowe kroki do przeprowadzania i analizowania eksperymentów z pompą-sondą, łącząc femtosekundowy laser optyczny z laserem na swobodnych elektronach, w celu zbadania ultraszybkich reakcji fotochemicznych w cząsteczkach fazy gazowej.

Eksperymentalny protokół dla femtosekundowego NIR/UV - Eksperymenty z pompą i sondą XUV z laserami na swobodnych elektronach

Tutaj prezentujemy protokoły analiz detekcji różnicowej czasowo-rozdzielczej spektroskopii oscylacyjnej w podczerwieni i dyfrakcji elektronów, które umożliwiają obserwacje deformacji lokalnych struktur wokół fotowzbudzonych cząsteczek w kolumnowym ciekłym krysztale, dając atomową perspektywę na związek między strukturą a dynamiką tego fotoaktywnego materiału.

Nowatorskie techniki obserwacji dynamiki strukturalnej fotoczułych ciekłych kryształów

Przedstawiamy protokół do badania ultraszybkich koherencji wibracyjnych w wieloatomowych kationach rodników, które skutkują dysocjacją molekularną.

Pomiar ultraszybkich koherencji wibracyjnych w wieloatomowych kationach rodnikowych z jonizacją adiabatyczną w silnym polu

W tym manuskrypcie opisana jest implementacja mikroskopu z wymuszonym rozpraszaniem Ramana (SRS), uzyskanego przez integrację eksperymentalnego zestawu SRS z laserowym mikroskopem skaningowym. Mikroskop SRS oparty jest na dwóch femtosekundowych (fs) źródłach laserowych, Ti-Sapphire (Ti:Sa) i zsynchronizowanym optycznym oscylatorze parametrycznym (OPO).

Wdrożenie mikroskopu nieliniowego opartego na wymuszonym rozpraszaniu Ramana

Mikroskopia stymulowanego rozpraszania Ramana (SRS) jest potężną, nieniszczącą i bezznacznikową techniką obrazowania. Jednym z pojawiających się zastosowań jest stymulowana histologia Ramana, w której dwukolorowe obrazowanie SRS w przejściach Ramana białek i lipidów jest wykorzystywane do generowania obrazów pseudo-hematoksyliny i eozyny. W tym miejscu demonstrujemy protokół dwukolorowego obrazowania SRS w czasie rzeczywistym w diagnostyce tkanek.

Dwukolorowe, stymulowane rozpraszaniem Ramana w czasie rzeczywistym mózgu myszy w celu diagnozowania tkanek

Ten artykuł przedstawia integrację modułu spektralnego ogniskowania i lasera impulsowego o podwójnym wyjściu, umożliwiającego szybkie obrazowanie hiperspektralne nanocząsteczek złota i komórek rakowych. Praca ta ma na celu zademonstrowanie szczegółów multimodalnych nieliniowych technik optycznych na standardowym laserowym mikroskopie skaningowym.

Obrazowanie biomolekularne wychwytu komórkowego nanocząstek przy użyciu multimodalnej nieliniowej mikroskopii optycznej

Przedstawiamy protokół do pozyskiwania obrazów chemicznych za pomocą mikroskopii SRS (ang. broadband stimulated Raman scattering). Opierając się na mikroskopie SRS, który działa z różnicową detekcją wielokanałową typu lock-in, protokół opisuje przygotowanie próbki, regulację aparatury SRS i chemometrię w celu rozplątania różnych składników chemicznie niejednorodnych próbek.

Multipleksowe obrazowanie chemiczne oparte na szerokopasmowej mikroskopii rozpraszania Ramana stymulowanego

Mikroskop szerokokątowy z transformatem Fouriera, oparty na kompaktowym i ultrastabilnym interferometrze dwułamannym, umożliwia równoległe pozyskiwanie widm dla wszystkich pikseli detektora 2D. Podejście w dziedzinie czasowej umożliwia rozplątanie sygnałów fotoluminescencyjnych i Ramana oraz umożliwia szybkie mapowanie Ramana (~5 ms/piksel) z rozdzielczością przestrzenną ~1 μm i spektralną 23 cm-1 .

Wielomodalny mikroskop Ramana z szeroką polową transformacją Fouriera

Poznaj ultraszybką spektroskopię Ramana stymulowaną bliską podczerwienią do badania dynamiki cząsteczek π-sprzężonych. Metoda oferuje wyższą czułość i krótszy czas pomiaru niż konwencjonalne techniki.

Ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych

Przeglądaj więcej filmów