Hier presenteren we een protocol om luminescente hyperspectrale beeldvormingsgegevens te verkrijgen en optische anisotropiekenmerken van op lantithaan gebaseerde enkelvoudige kristallen te analyseren met behulp van een Hyperspectral Imaging System.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hyperspectrale beeldvorming als een instrument om optische anisotropie te bestuderen in op Lanthanide gebaseerde moleculaire enkele kristallen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
In dit werk beschrijven we een protocol voor een nieuwe toepassing van hyperspectrale beeldvorming (HSI) in de analyse van lichtgevende lanthanide (Ln3+)-gebaseerde moleculaire enkele kristallen. Als representatief voorbeeld kozen we voor één kristal van het heterodinucleaire Ln-gebaseerde complex [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2'-bipyrimidine, tfaa– =1,1,1-trifluoracetylaceaceatte) met een heldere zichtbare emissie onder UV-excitatie. HSI is een opkomende techniek die 2-dimensionale ruimtelijke beeldvorming van een lichtgevende structuur combineert met spectrale informatie van elke pixel van het verkregen beeld. Specifiek, HSI op enkele kristallen van de [Tb-Eu] complex verstrekt lokale spectrale informatie onthullen variatie van de luminescentie intensiteit op verschillende punten langs de bestudeerde kristallen. Deze veranderingen werden toegeschreven aan de optische anisotropie aanwezig in het kristal, die het gevolg is van de verschillende moleculaire verpakking van Ln3 + ionen in elk van de richtingen van de kristalstructuur. De beschreven HSI is een voorbeeld van de geschiktheid van een dergelijke techniek voor spectro-ruimtelijke onderzoeken van moleculaire materialen. Maar, belangrijk, dit protocol kan gemakkelijk worden uitgebreid voor andere soorten lichtgevende materialen (zoals moleculaire kristallen ter grootte van micron-formaat, anorganische microdeeltjes, nanodeeltjes in biologische weefsels, of gelabelde cellen, onder andere), het openen van vele mogelijkheden voor dieper onderzoek van structuur-eigendom relaties. Uiteindelijk zullen dergelijke onderzoeken kennis verschaffen die moet worden ingezet bij de engineering van geavanceerde materialen voor een breed scala aan toepassingen, van bioimaging tot technologische toepassingen, zoals golfgidsen of opto-elektronische apparaten.
Inleiding
Hyperspectrale beeldvorming (HSI) is een techniek die een ruimtelijke kaart genereert waarbij elke x-y coördinaat een spectrale informatie bevat die gebaseerd kan zijn op elke vorm van spectroscopie, namelijk fotoluminescentie, absorptie en verstrooiing van spectroscopies1,2,3. Als gevolg hiervan wordt een 3-dimensionale set gegevens (ook wel "hyperspectrale kubus" genoemd) verkregen, waarbij de x-y coördinaten de ruimtelijke assen zijn en de z-coördinaat de spectrale informatie uit het geanalyseerde monster. z Daarom bevat de hyperspectrale kubus z....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
LET OP: Het wordt aanbevolen om een veiligheidsbril te gebruiken die specifiek is voor de excitatiegolflengte die te allen tijde wordt gebruikt bij het bedienen van de imager.
1. Configuratie van de hyperspectrale microscoop
OPMERKING: Een overzicht van het hyperspectrale beeldvormingssysteem wordt gegeven in figuur 2a,waarbij de belangrijkste componenten van de imager worden beschreven. Het beeldbeeldsysteem kan worden gebruikt voor de detectie van de zichtbare of nabij-infrarode (NIR) emissie van een monster. Afhankelijk van welke detectie gewenst is (zichtbaar of NIR), gaat het lich....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Ter illustratie van de configuratie van de hyperspectrale microscoop voor de gegevensverwerving op een Ln-gebaseerd, moleculair enkel kristal (d.w.z., [TbEu(bpm)(tfaa)6], Figuur 1a),toont figuur 2 een overzicht van het systeem en de juiste plaatsing van de optische kubussen in de opstelling. Figuur 3 toont een screenshot van de PHySpec-software met de menu's die tijdens de HSI-overname worden gebruikt.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Het hier beschreven hyperspectrale beeldvormingsprotocol biedt een eenvoudige aanpak die het mogelijk maakt spectroscopische informatie te verkrijgen op precieze locaties van het monster. Met behulp van de beschreven opstelling kan de ruimtelijke resolutie(x- en y-mapping) oplopen tot 0,5 μm, terwijl de spectrale resolutie kan oplopen tot 0,2 nm voor de mapping op het zichtbare bereik en 0,6 nm voor het NIR-bereik.
Om hyperspectrale mapping op een enkel kristal uit te voeren,.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen. De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
De auteurs danken de heer Dylan Errulat en prof. Muralee Murugesu van het departement Scheikunde en Biomoleculaire Wetenschappen van de Universiteit van Ottawa voor de levering van [TbEu(bpm)(tfaa)6] enkele kristallen. E.M.R. N.R., en E.H. erkennen dankbaar de financiële steun van de Universiteit van Ottawa, de Canadian Foundation for Innovation (CFI) en de Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Microscope glasplaten | FisherBrand | 12-550-15 | Glasplaten gebruikt voor monstervoorbereiding |
| Zichtbare en nabije infrarode hyperspectrale confocale imager | PhotonETC | Microscoop gebruikt voor de analyse, gebouwd volgens de gebruikersbehoeften, daarom is er geen catalogusnummer |
Referenties
- ElMasry, G., Sun, D. W. Principles of Hyperspectral Imaging Technology. Hyperspectral Imaging for Food Quality Analysis and Control. , 3-43 (2010).
- Dong, X., Jakobi, M., Wang, S., Köhler, M. H., Zhang, X., Koch, A. W. A review of hyperspectral imaging for nan....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
