JoVE Journal > Chemistry
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Chemistry

הדמיה כימית היפרספקטרלית מולטימודאלית לא ליניארית באמצעות מיקרוסקופ יצירת סכום תדר רטט בסריקת קווים

Published: December 01, 2023
doi:
10.3791/65388
, , ,
1Department of Chemistry and Biochemistry,UC San Diego, 2State Key Laboratory of Molecular Reaction Dynamics, Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences, 3Materials Science and Engineering Program,UC San Diego, 4Department of Electrical and Computer Engineering,UC San Diego

Summary

מסגרת הדמיה היפרספקטרלית מהירה ורב-מודאלית פותחה כדי לקבל תמונות בפס רחב של יצירת סכום תדר רטט (VSFG), יחד עם שיטות הדמיה של שדה בהיר, דור הרמוני שני (SHG). בשל היותו של תדר האינפרא אדום מהדהד עם תנודות מולקולריות, מתגלה ידע מבני מיקרוסקופי ומורפולוגיה מזוסקופית על דגימות המותרות לסימטריה.

Abstract

יצירת סכום תדר רטט (VSFG), אות אופטי לא ליניארי מסדר שני, שימש באופן מסורתי לחקר מולקולות בממשקים כטכניקת ספקטרוסקופיה ברזולוציה מרחבית של ~100 מיקרומטר. עם זאת, הספקטרוסקופיה אינה רגישה להטרוגניות של דגימה. כדי לחקור דגימות הטרוגניות מבחינה מזוסקופית, דחפנו יחד עם אחרים את גבול הרזולוציה של ספקטרוסקופיית VSFG לרמה של ~1 מיקרומטר ובנינו את המיקרוסקופ VSFG. טכניקת הדמיה זו יכולה לא רק לפתור מורפולוגיות דגימה באמצעות הדמיה, אלא גם להקליט ספקטרום VSFG בפס רחב בכל פיקסל של התמונות. בהיותה טכניקה אופטית לא ליניארית מסדר שני, כלל הבחירה שלה מאפשר הדמיה של מבנים לא צנטרוסימטריים או כיראליים בהרכבה עצמית הנפוצים בביולוגיה, מדעי החומרים וביו-הנדסה, בין היתר. במאמר זה, הקהל יונחה באמצעות עיצוב שידור הפוך המאפשר הדמיה של דגימות לא קבועות. עבודה זו גם מראה כי מיקרוסקופ VSFG יכול לפתור מידע גיאומטרי ספציפי לכימיקלים של יריעות בודדות בהרכבה עצמית על ידי שילובו עם פותר פונקציות רשת עצבית. לבסוף, התמונות המתקבלות תחת תצורות brightfield, SHG ו- VSFG של דגימות שונות דנות בקצרה במידע הייחודי שנחשף על ידי הדמיה VSFG.

Introduction

יצירת סכום תדר רטט (VSFG), טכניקה אופטית לא ליניארית מסדר שני1,2, שימשה באופן נרחב ככלי ספקטרוסקופיה לפרופיל כימי של דגימות מותרות לסימטריה 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13, 14,15,16,17,18,19,20,21,22. באופן מסורתי, VSFG יושם על מערכות בין-פנים 8,9,10,11 (כלומר, גז-נוזל, נוזל-נוזל, גז-מוצק, מוצק-מוצק), אשר חסרות סימטריה היפוך – דרישה לפעילות VSFG. יישום זה של VSFG סיפק שפע של פרטים מולקולריים של ממשקים קבורים 12,13, תצורות של מולקולות מים בממשקים 14,15,16,17,18, ומינים כימיים בממשקים 19,20,21,22.

למרות ש-VSFG היה רב עוצמה בקביעת מינים מולקולריים ותצורות בממשקים, הפוטנציאל שלו במדידת מבנים מולקולריים של חומרים חסרי מרכזי היפוך לא מומש. הסיבה לכך היא שהחומרים יכולים להיות הטרוגניים בסביבתם הכימית, בהרכביהם ובסידור הגיאומטרי שלהם, ולספקטרומטר VSFG מסורתי יש שטח הארה גדול בסדר גודל של 100 מיקרומטר2. לפיכך, ספקטרוסקופיית VSFG מסורתית מדווחת על מידע ממוצע של הדגימה על פני שטח תאורה טיפוסי של 100 מיקרומטר2. ממוצע אנסמבל זה עלול להוביל לביטולי אותות בין תחומים מסודרים היטב עם אוריינטציות הפוכות ואפיון שגוי של הטרוגניות מקומיות 15,20,23,24.

עם התקדמות בצמצם מספרי גבוה (NA), מטרות מיקרוסקופ מבוססות רפלקטיביות (גאומטריות שוורצשילד וקסגריין), שהן כמעט נטולות סטיות כרומטיות, ניתן להקטין את גודל המיקוד של שתי האלומות בניסויי VSFG מ-100 מיקרון 2 ל-1-2 מיקרון2 ובמקרים מסוימים תת-מיקרון25. כולל התקדמות טכנולוגית זו, הקבוצה שלנו ואחרים פיתחו VSFG לפלטפורמת מיקרוסקופיה 20,23,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36. לאחרונה, יישמנו פריסה אופטית הפוכה וערכת זיהוי פס רחב37, המאפשרת איסוף חלק של תמונות רב-מודאליות (VSFG, דור הרמוני שני (SHG) ואופטיקה בהירה). ההדמיה הרב-מודאלית מאפשרת בדיקה מהירה של דגימות באמצעות הדמיה אופטית, התאמה בין סוגים שונים של תמונות ואיתור מיקומי אותות על גבי תמונות הדגימה. עם אופטיקת ההארה האכרומטית והבחירה במקור הארה לייזר פועם, פלטפורמה אופטית זו מאפשרת שילוב חלק בעתיד של טכניקות נוספות כגון מיקרוסקופ פלואורסצנטי38 ומיקרוסקופ ראמאן, בין היתר.

בסידור חדש זה נחקרו דגימות כגון ארגונים היררכיים ומחלקה של הרכבות עצמיות מולקולריות (MSAs). חומרים אלה כוללים קולגן וביומימטיקה, כאשר הן ההרכב הכימי והן הארגון הגיאומטרי חשובים לתפקוד הסופי של החומר. מכיוון ש-VSFG הוא אות אופטי לא ליניארי מסדר שני, הוא רגיש במיוחד לסידורים בין-מולקולריים39,40, כגון מרחק בין-מולקולרי או זוויות פיתול, מה שהופך אותו לכלי אידיאלי לחשיפת הרכבים כימיים וסידורים מולקולריים. עבודה זו מתארת את אופני VSFG, SHG ושדה בהיר של מכשיר הליבה המורכב מלייזר מצב מוצק מסומם בחלל ytterbium השואב מגבר פרמטרי אופטי (OPA), מיקרוסקופ הפוך רב-מודאלי שנבנה בבית ומנתח תדרים מונוכרומטור המחובר לגלאי מכשיר מצומד טעון דו-ממדי (CCD)27. נהלי בנייה ויישור שלב אחר שלב, ורשימת חלקים מלאה של ההתקנה, מסופקים. ניתוח מעמיק של MSA, שתת-היחידה המולקולרית הבסיסית שלו מורכבת ממולקולה אחת של נתרן-דודציל סולפט (SDS), חומר פעיל שטח נפוץ, ושתי מולקולות של β-ציקלודקסטרין (β-CD), הידועות בשם SDS@2 β-CD כאן, מובאות גם הן כדוגמה כדי להראות כיצד VSFG יכול לחשוף פרטים גיאומטריים ספציפיים למולקולה של חומר מאורגן. כמו כן, הוכח כי ניתן לקבוע פרטים גיאומטריים ספציפיים לכימיקלים של MSA באמצעות גישת פותר פונקציות רשת עצבית.

Protocol

1. מיקרוסקופ VSFG היפרספקטרלי לסריקת קווים מערכת לייזרהשתמש במערכת לייזר פועם (ראה טבלת חומרים) שמרכזה 1025 ננומטר ± 5 ננומטר. הלייזר מוגדר על 40 W, 200 kHz (200 μJ / pulse) עם רוחב פולס של ~ 290 fs.הערה: קצב החזרה המדויק יכול להשתנות, ולייזר בקצב חזרה גבוה בדרך כלל עובד טוב יותר עבור מיקרוס?…

Representative Results

איור 5: מבנה מולקולרי, מורפולוגיה ואוריינטציה פוטנציאלית של SDS@β-CD . (A) מבט מלמעלה ו-(B) מבנה כימי של SDS@β-CD. (C) התפלגות דגימה הטרוגנית מייצגת של יריעות המזוסקאלה במישור המ…

Discussion

השלבים הקריטיים ביותר הם מ 1.42 ל 1.44. קריטי ליישר היטב את עדשת האובייקט לקבלת רזולוציה אופטית מרחבית. חשוב גם לאסוף את האות הנפלט, להעביר ולהקרין את קרן הסריקה כקו בחריצי הכניסה. יישור נכון יבטיח את הרזולוציה הטובה ביותר ואת יחס האות לרעש. עבור דגימה טיפוסית, כגון גיליונות SDS@2 β-CD בגודל 100 מיקר?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

פיתוח המכשיר נתמך על ידי Grant NSF CHE-1828666. ZW, JCW ו- WX נתמכים על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, המכון הלאומי למדעי הרפואה הכלליים, מענק 1R35GM138092-01. BY נתמך על ידי האגודה לקידום חדשנות נוער, האקדמיה הסינית למדעים (CAS, 2021183).

Materials

1x Camera Por Thorlabs WFA4100 connect a camera to a microscope or optical system
25.0 mm Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold Thorlabs MRA25-M01 reflect light and produce retroreflection, redirecting light back along its original path
3” Universal Post Holder-5 Pack Thorlabs UPH3-P5 hold and support posts of various sizes and configurations
30 mm to 60 mm Cage Plate, 4 mm Thick Thorlabs LCP4S convert between a 30 mm cage system and a 60 mm cage system
500 mm Tall Cerna Body with Epi Arm Thorlabs CEA1500 provide the function of enabling top illumination techniques in microscopy
60 mm Cage Mounted Ø50.0 mm Iris Thorlabs LCP50S control the amount of light passing through an optical system
60 mm Cage Mounting Bracket Thorlabs LCP01B mount and position a 60 mm cage system in optical setups
Air spaced Etalon SLS Optics Ltd. Customized generate narrow-band 1030 nm light 
Cage Plate Mounting Bracket Thorlabs KCB2 hold and adjust mirrors at a precise angle
CCD Andor Technologies Newton  2D CCD for frequency and spatial resolution
Collinear Optical Parametric Amplifier Light Conversion Orpheus-One-HP Tunable MID light generator
Copper Chloride Thermo Fischer Scientific A16064.30 Self-assembly component
Customized Dichroic Mirror Newport Customized selectively reflects or transmits light based on its wavelength or polarization
Ext to M32 Int Adapter Thorlabs SM1A34 provide compatibility and facilitating the connection between components with different thread types
Infinity Corrected Refractive Objective Zeiss 420150-9900-000 Refractive Objective
Infinity Corrected Schwarzschild Objective Pike Technologies Inc. 891-0007 Reflective objective
Laser Carbide, Light-Conversion C18212 Laser source
M32x0.75 External to Internal RMS Thorlabs M32RMSS adapt or convert the threading size or type of microscope objectives 
M32x0.75 External to M27x0.75 Internal Engraving Thorlabs M32M27S adapt or convert the threading size or type of microscope objectives 
Manual Mid-Height Condenser Focus Module Thorlabs ZFM1030 adjust the focus of an optical element
Monochromator Andor Technologies Shamrock 500i Provides frequency resolution for each line scan
Motorized module with 1" Travel for Edge-Mounted Arms Thorlabs ZFM2020 control the vertical positon of the imaging objective
Nanopositioner Mad City Labs Inc. MMP3 3D sample stage
Resonant Scanner EOPC SC-25 325Hz resonant beam scanner
RGB Color CCD Camera Thorlabs DCU224C Brightfield camera, discontinued but other cameras will work just as well
RGB tube lens Thorlabs ITL200 white light collection
Right Angle Kinematic Breadboard Thorlabs OPX2400 incorporate a sliding mechanism with two fixed positions
Right Angle Kinematic Mirror Mount, 30 mm Thorlabs KCB1 hold and adjust mirrors at a precise angle
Right Angle Kinematic Mirror Mount, 60 mm Thorlabs KCB2 hold and adjust mirrors at a precise angle
SM2, 60 mm Cage Arm for Cerna Focusing Stage Thorlabs CSA2100 securely mount and position condensers
Snap on Cage Cover for 60 mm Cage, 24 in Long, Thorlabs C60L24 enclose and protect the components inside the cage
Sodium dodecyl sulfate Thermo Fischer Scientific J63394.AK Self-assembly component
Three-Chnnale Controller and Knob Box for 1" Cerna Travel Stages Thorlabs MCM3001 control ZFM2020
Tube lens Thorlabs LA1380-AB – N-BK7 SFG signal collection
Visible LED Set Thorlabs WFA1010 provide illumination in imaging setup
Whitelight Source Thorlabs WFA1010 Whitelight illumination source for brightfield imaging
WPH05M-1030 – Ø1/2" Zero-Order Half-Wave Plate, Ø1" Mount, 1030 nm  Thorlabs WPH05M-1030 alter the polarization state of light passing through it
WPLQ05M-3500 – Ø1/2" Mounted Low-Order Quarter-Wave Plate, 3.5 µm  Thorlabs WPLQ05M-3500 alter the polarization state of light passing through it
X axis Long Travel Steel Extended Contact Slide Stages Optosigma TSD-65122CUU positioning stages that offer extended travel in the horizontal (X) direction
XT95 4in Rail Carrier Thorlabs XT95RC4 mount and position optical components
X-Y Axis Translation Stage w/ 360 deg. Rotation Thorlabs XYR1 precise movement and positioning of objects in two dimensions, along with the ability to rotate the platform
XY(1/2") Linear Translator with Central SM1 Thru Hole Thorlabs XYT1 provide precise movement and positioning in two dimensions
Yb doped Solid State Laser Light Conversion CB3-40W Seed laser
β-Cyclodextrin Thermo Fischer Scientific J63161.22 Self-assembly component
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zhu, X. D., Suhr, H., Shen, Y. R. Surface vibrational spectroscopy by infrared-visible sum frequency generation. Physical Review B. 35 (6), 3047-3050 (1987).
  2. Shen, Y. R. Surface properties probed by second-harmonic and sum-frequency generation. Nature. 337 (6207), 519-525 (1987).
  3. Li, Y., Shrestha, M., Luo, M., Sit, I., Song, M., Grassian, V. H., Xiong, W. Salting up of proteins at the air/water interface. Langmuir. 35 (43), 13815-13820 (2019).
  4. Wang, C., Li, Y., Xiong, W. Extracting molecular responses from ultrafast charge dynamics at material interfaces. Journal of Materials Chemistry C. 8 (35), 12062-12067 (2020).
  5. Nihonyanagi, S., Mondal, J. A., Yamaguchi, S., Tahara, T. Structure and dynamics of interfacial water studied by heterodyne-detected vibrational sum-frequency generation. Annual Review of Physical Chemistry. 64 (1), 579-603 (2013).
  6. Nihonyanagi, S., Yamaguchi, S., Tahara, T. Ultrafast dynamics at water interfaces studied by vibrational sum frequency generation spectroscopy. Chemical Reviews. 117 (16), 10665-10693 (2017).
  7. Singh, P. C., Nihonyanagi, S., Yamaguchi, S., Tahara, T. Ultrafast vibrational dynamics of water at a charged interface revealed by two-dimensional heterodyne-detected vibrational sum frequency generation. The Journal of Chemical Physics. 137 (9), 094706 (2012).
  8. Jubb, A. M., Hua, W., Allen, H. C. Environmental chemistry at vapor/water interfaces: insights from vibrational sum frequency generation spectroscopy. Annual Review of Physical Chemistry. 63 (1), 107-130 (2012).
  9. Ishiyama, T., Sato, Y., Morita, A. Interfacial structures and vibrational spectra at liquid/liquid boundaries: molecular dynamics study of water/carbon tetrachloride and water/1,2-dichloroethane interfaces. The Journal of Physical Chemistry C. 116 (40), 21439-21446 (2012).
  10. Sapi, A., Liu, F., Cai, X., Thompson, C. M., Wang, H., An, K., Krier, J. M., Somorjai, G. A. Comparing the catalytic oxidation of ethanol at the solid-gas and solid-liquid interfaces over size-controlled pt nanoparticles: striking differences in kinetics and mechanism. Nano Letters. 14 (11), 6727-6730 (2014).
  11. Chen, X., Wang, J., Sniadecki, J. J., Even, M. A., Chen, Z. Probing α-helical and β-sheet structures of peptides at solid/liquid interfaces with SFG. Langmuir. 21 (7), 2662-2664 (2015).
  12. Dramstad, T. A., Wu, Z., Gretz, G. M., Massari, A. M. Thin films and bulk phases conucleate at the interfaces of pentacene thin films. The Journal of Physical Chemistry C. 125 (30), 16803-16809 (2021).
  13. Xiang, B., Li, Y., Pham, C. H., Paesani, F., Xiong, W. Ultrafast direct electron transfer at organic semiconductor and metal interfaces. Science Advances. 3 (11), e1701508 (2017).
  14. Livingstone, R. A., Nagata, Y., Bonn, M., Backus, E. H. G. Two types of water at the water-surfactant interface revealed by time-resolved vibrational spectroscopy. Journal of the American Chemical Society. 137 (47), 14912-14919 (2015).
  15. Wagner, J. C., Hunter, K. M., Paesani, F., Xiong, W. Water capture mechanisms at zeolitic imidazolate framework interfaces. Journal of the American Chemical Society. 143 (50), 21189-21194 (2021).
  16. Montenegro, A., Dutta, C., Mammetkuliev, M., Shi, H., Hou, B., Bhattacharyya, D., Zhao, B., Cronin, S. B., Benderskii, A. V. Asymmetric response of interfacial water to applied electric fields. Nature. 594 (7861), 62-65 (2021).
  17. Nihonyanagi, S., Ishiyama, T., Lee, T., Yamaguchi, S., Bonn, M., Morita, A., Tahara, T. Unified molecular view of the air/water interface based on experimental and theoretical χ(2) spectra of an isotopically diluted water surface. Journal of the American Chemical Society. 133 (42), 16875-16880 (2011).
  18. Shen, Y. R., Ostroverkhov, V. Sum-frequency vibrational spectroscopy on water interfaces: polar orientation of water molecules at interfaces. Chemical Reviews. 106 (4), 1140-1154 (2006).
  19. Hosseinpour, S., Roeters, S. J., Bonn, M., Peukert, W., Woutersen, S., Weidner, T. Structure and dynamics of interfacial peptides and proteins from vibrational sum-frequency generation spectroscopy. Chemical Reviews. 120 (7), 3420-3465 (2020).
  20. Wang, H., Xiong, W. Vibrational sum-frequency generation hyperspectral microscopy for molecular self-assembled systems. Annual Review of Physical Chemistry. 72 (1), 279-306 (2021).
  21. Wang, H. -. F., Velarde, L., Gan, W., Fu, L. Quantitative sum-frequency generation vibrational spectroscopy of molecular surfaces and interfaces: lineshape, polarization, and orientation. Annual Review of Physical Chemistry. 66 (1), 189-216 (2015).
  22. Inoue, K., Ahmed, M., Nihonyanagi, S., Tahara, T. Reorientation-induced relaxation of free oh at the air/water interface revealed by ultrafast heterodyne-detected nonlinear spectroscopy. Nature Communications. 11 (1), 5344 (2020).
  23. Wang, H., Gao, T., Xiong, W. Self-phase-stabilized heterodyne vibrational sum frequency generation microscopy. ACS Photonics. 4 (7), 1839-1845 (2017).
  24. Wang, H., Xiong, W. Revealing the molecular physics of lattice self-assembly by vibrational hyperspectral imaging. Langmuir. 38 (10), 3017-3031 (2022).
  25. Raghunathan, V., Han, Y., Korth, O., Ge, N. -. H., Potma, E. O. Rapid vibrational imaging with sum frequency generation microscopy. Optics Letters. 36 (19), 3891 (2011).
  26. Wang, H., Wagner, J. C., Chen, W., Wang, C., Xiong, W. Spatially dependent h-bond dynamics at interfaces of water/biomimetic self-assembled lattice materials. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (38), 23385-23392 (2020).
  27. Wagner, J. C., Wu, Z., Wang, H., Xiong, W. Imaging orientation of a single molecular hierarchical self-assembled sheet: the combined power of a vibrational sum frequency generation microscopy and neural network. The Journal of Physical Chemistry B. 126 (37), 7192-7201 (2022).
  28. Han, Y., Hsu, J., Ge, N. -. H., Potma, E. O. Polarization-sensitive sum-frequency generation microscopy of collagen fibers. The Journal of Physical Chemistry B. 119 (8), 3356-3365 (2015).
  29. Chung, C. -. Y., Potma, E. O. Biomolecular imaging with coherent nonlinear vibrational microscopy. Annual Review of Physical Chemistry. 64 (1), 77-99 (2013).
  30. Potma, E. O. Advances in vibrationally resonant sum-frequency generation microscopy. Optics in the Life Sciences Congress. , (2017).
  31. Han, Y., Raghunathan, V., Feng, R. R., Maekawa, H., Chung, C. -. Y. Y., Feng, Y., Potma, E. O., Ge, N. -. H. H. Mapping molecular orientation with phase sensitive vibrationally resonant sum-frequency generation microscopy. The Journal of Physical Chemistry B. 117 (20), 6149-6156 (2013).
  32. Hsu, J., Haninnen, A., Ge, N. -. H., Potma, E. O. Molecular imaging with sum-frequency generation microscopy. Optics in the Life Sciences. , (2015).
  33. Hanninen, A., Shu, M. W., Potma, E. O. Hyperspectral imaging with laser-scanning sum-frequency generation microscopy. Biomedical Optics Express. 8 (9), 4230 (2017).
  34. Wang, H., Chen, W., Wagner, J. C., Xiong, W. Local ordering of lattice self-assembled SDS@2β-CD materials and adsorbed water revealed by vibrational sum frequency generation microscope. The Journal of Physical Chemistry B. 123 (29), 6212-6221 (2019).
  35. Cimatu, K., Baldelli, S. Chemical imaging of corrosion: sum frequency generation imaging microscopy of cyanide on gold at the solid−liquid interface. Journal of the American Chemical Society. 130 (25), 8030-8037 (2008).
  36. Shah, S. A., Baldelli, S. Chemical imaging of surfaces with sum frequency generation vibrational spectroscopy. Accounts of Chemical Research. 53 (6), 1139-1150 (2020).
  37. Wagner, J. a. c. k. s. o. n. . C., Zishan, W. u., Xiong, W. Multimodal nonlinear vibrational hyperspectral imaging. ChemRxiv. , (2023).
  38. Yan, C., Wagner, J., Wang, C., Ren, J., Lee, C., Wan, Y., Wang, S., Xiong, W. Multi-dimensional widefield infrared-encoded spontaneous emission microscopy: distinguishing chromophores by ultrashort infrared pulses. ChemRxiv. , (2023).
  39. Lin, Y., Fromel, M., Guo, Y., Guest, R., Choi, J., Li, Y., Kaya, H., Pester, C. W., Kim, S. H. Elucidating interfacial chain conformation of superhydrophilic polymer brushes by vibrational sum frequency generation spectroscopy. Langmuir. 38 (48), 14704-14711 (2022).
  40. Choi, J., Lee, J., Makarem, M., Huang, S., Kim, S. H. Numerical simulation of vibrational sum frequency generation intensity for non-centrosymmetric domains interspersed in an amorphous matrix: a case study for cellulose in plant cell wall. The Journal of Physical Chemistry B. 126 (35), 6629-6641 (2022).
  41. Matlab Image Processing Toolbox Hyperspectral Imaging Library. . , .
  42. Armstrong, B. H. Spectrum line profiles: the Voigt function. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 7 (1), 61-88 (1967).
  43. Wu, Z., Xiong, W. Neumann’s principle based eigenvector approach for deriving non-vanishing tensor elements for nonlinear optics. The Journal of Chemical Physics. 157 (13), 134702 (2022).
  44. Chollet, F. Keras Neural Network Library. https://github.com/fchollet/keras accessed Apr 12. , (2021).
  45. Vicidomini, G., Bianchini, P., Diaspro, A. STED super-resolved microscopy. Nature Methods. 15 (3), 173-182 (2018).
  46. Xiong, W., Laaser, J. E., Mehlenbacher, R. D., Zanni, M. T. Adding a dimension to the infrared spectra of interfaces using heterodyne detected 2D sum-frequency generation (HD 2D SFG) spectroscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108 (52), 20902-20907 (2011).
  47. Lukas, M., Backus, E. H. G., Bonn, M., Grechko, M. Passively stabilized phase-resolved collinear sfg spectroscopy using a displaced sagnac interferometer. The Journal of Physical Chemistry A. 126 (6), 951-956 (2022).
  48. Ji, N., Ostroverkhov, V., Chen, C., Shen, Y. Phase-sensitive sum-frequency vibrational spectroscopy and its application to studies of interfacial alkyl chains. Journal of the American Chemical Society. 129 (33), 10056-10057 (2007).

Tags

Keywords: Multimodal ImagingNonlinear MicroscopyHyperspectral ImagingVibrational Sum-frequency GenerationSum-frequency Generation MicroscopySecond Harmonic GenerationMesoscopic HeterogeneitySoft MaterialsBiophysicsSelf-assembled StructuresMolecular ArrangementChemical Composition
check_url/65388?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Wagner, J. C., Yang, B., Wu, Z., Xiong, W. Multimodal Nonlinear Hyperspectral Chemical Imaging Using Line-Scanning Vibrational Sum-Frequency Generation Microscopy. J. Vis. Exp. (202), e65388, doi:10.3791/65388 (2023).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image