Implementação de um microscópio não-linear baseado em espalhamento Raman estimulado

Summary

Neste manuscrito, é descrita a implementação de um microscópio de espalhamento Raman (SRS) estimulado, obtido pela integração de um conjunto experimental de SRS com um microscópio de varredura a laser. O microscópio de SRS é baseado em duas fontes do laser do femtossegundo (FS), em um ti-safira (ti: SA) e em oscilador paramétrico ótico sincronizado (OPO).

Abstract

A microscopia de espalhamento Raman (SRS) estimulada usa luz de excitação near-infrared; Conseqüentemente, compartilha de muitas propriedades microscópicas da imagem latente do multi-fóton. A modalidade da imagem latente de SRS pode ser obtida usando microscópios comerciais da laser-exploração equipando com um detector dianteiro não-descanned com filtros apropriados do bandpass e o esquema de deteção do fechamento-no amplificador (LIA). Uma disposição esquemática de um microscópio típico de SRS inclui o seguinte: dois feixes de laser pulsado, (isto é, a bomba e a ponta de prova dirigidas em um microscópio da exploração), que deva ser sobreposta no espaço e no tempo no plano da imagem, a seguir focalizada por um objetivo do microscópio em a amostra através de dois espelhos de digitalização (SMs), que raster o ponto focal através de um plano x-y. Após a interação com a amostra, os pulsos de saída transmitidos são coletados por um objetivo superior e medidos por um sistema de detecção de avanço inserido em um microscópio invertido. Os pulsos da bomba são removidos por uma pilha de filtros óticos, visto que os pulsos da ponta de prova que são o resultado do processo de SRS que ocorre no volume focal do espécime são medidos por um fotodiodo (paládio). O leitura do paládio é demodulado pelo lia para extrair a profundidade da modulação. Uma imagem bidimensional (2D) é obtida sincronizando a unidade de detecção direta com a unidade de digitalização do microscópio. Neste trabalho, a implementação de um microscópio de SRS é descrita e demonstrada com sucesso, bem como a comunicação de imagens sem rótulo de grânulos de poliestireno com diâmetros de 3 μm. Vale a pena notar que os microscópios SRS não estão disponíveis comercialmente, por isso, a fim de tirar proveito dessas características, a construção caseira é a única opção. Desde que a microscopia de SRS está tornando-se popular em muitos campos, acredita-se que esta descrição cuidadosa da implementação do microscópio de SRS pode ser muito útil para a comunidade científica.

Introduction

Em aplicações da ciência da vida, a microscopia de SRS emergiu como a ferramenta poderosa para a imagem latente Label-Free. A idéia básica da microscopia SRS é combinar a força do contraste vibracional e sua capacidade de adquirir imagens em poucos segundos.

SRS é um processo em que a diferença de frequência entre duas freqüências de feixes de laser (sinal da bomba e sinal Stokes em diferentes frequências) coincide com a vibração molecular de uma amostra investigada, causando dispersão Raman estimulado e uma significativa aumento do sinal Stokes. Ao contrário da Espectroscopia Raman linear, o SRS apresenta uma dependência não linear dos cam....

Protocol

1. iniciando o sistema a laser

1. Verifique se a temperatura dos resfriadores é mantida a ou abaixo de 20 ° c.
2. Verifique se a unidade de controle de umidade está funcionando corretamente e a umidade é mantida em um valor em torno de 40%.
3. Ligue o laser ti: SA, seguindo rigorosamente as instruções do manual.
4. Defina o comprimento de onda para 810 nm.
5. Ligue o OPO e o mini-computador conectado. Execute o aplicativo que controla o laser OPO.
6. Selecione bypass se 100% da saída de laser ti: SA é necessária na saída da caixa opo.
7. Desmarque a opção bypass se 20% da saída de laser....

Results

Um exemplo de medida SRS (i.e., medida SRS em um único ponto da amostra) é relatado na Figura 7. Quando as vigas não são sobrepostas no tempo ou no espaço, o resultado obtido é relatado na figura 8a. Em off-Resonance, a amplitude do sinal medido pela LIA é zero, enquanto a fase de sinal medido pela LIA salta entre valores negativos e positivos. Enquanto que, quando as vigas são sobrepostas no espaço, movendo a linha de atraso em um intervalo apropriado, o.......

Discussion

A microscopia de SRS tomou a imagem latente Label-Free às alturas novas, especial nos estudos de estruturas biológicas complexas tais como lipídios, que são fundamentais às pilhas e à arquitetura celular. Os lipídios estão envolvidos em múltiplas vias fisiológicas, como a produção de membranas biológicas, e servem como precursores biossintéticos e Transdutores de sinal¹⁰. Os lipídios são embalados em organelas intracelulares especializadas, também denominadas gotículas lipídicas (LDs). Seus diâmet.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ferramenta de aquisição	Nikon	Nikon C2Tool	Ferramenta suportada por aquisição
APE Software de controle de link de pulso	APE-APE	Software de controle de link de pulso	Controle de software
Autocorrelator	APE	APE PulseCheck USB 50	Detector de autocorrelacionador
	Thorlabs Thorlabs	DET10A	de fotodiodo
	Thorlabs	Detector de infravermelho Thorlabs VRC	Cartão
Espelho dicróico	Semrock	Semrock FF875-Di01-25X36	Espelho
dicróico Espelho dicróico	Semrock	FF875-Di01-25x36	Espelho dicróico
EOM	Conoptics	(EOM CONOPTICS 3350-160 KD * P).	Célula de Pockels
Detector rápido	Thorlabs Thorlabs	DET025AL/M	Fotodiodo
Unidade de varredura rápida de espelho	Nikon	C2	Cabeça de varredura de microscpe
Laser de femtossegundo Ti:SA	Coherent	Coherent Chameleon Ultra II	Chameleon Ultra II
Gerador de função	TTi	TG5011 AIM • Gerador de função TTi
Microscópio óptico invertido	Nikon	Eclipse TE-2000-E, Nikon	Eclipse TE-2000-E,
Amplificador de bloqueio	Sistema de pesquisa Standford	SR844-200 MHz bifásico	Um amplificador de bloqueio da Stanford Research Systems
Filtro de entalhe,	Semrock	NF03-808E-25	Filtro de entalhe
Linha de atraso óptico	Newport	Newport M-ILS200CC Linha de	atraso óptico ajustável
Oscilador Paramétrico Óptico	Coerente	Coerente Compacto OPO	Osciloscópio OPO Compacto Coerente
	WaveRunner	640Zi 4GHz OSC / LeCroy	Osciloscópio Digital
Placa PCI Instrumento	nacional	NI PCIe 6363	Placa de aquisição de dados
Sensores de posição Detectores Newport		Newport Conex PSD9	Sensor detector de posição
Cabeça do medidor de potência	Coherent	PowerMax PM10,	detector de potência a laser
Estágios de tradução	Thorlabs	Thorlabs PT1 / M	Estágio de tradução mecânica com micrômetro padrão