Name: Rezonans ve spontan Raman Microspectroscopy Floresan Arkaplan reddi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-18T12:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 4 s
Description: Öğrenin, ultrahızlı optik anahtarlama ile Raman sinyallerini floresan arka planından ayırma yöntemini. Bu teknik, yüksek sinyal-gürültü oranıyla biyokimyasal nicelendirme ve sınıflandırma sağlar.

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

Bu çalışma, NSF ödül DBI 0852891 tarafından finanse edildi. Bu çalışmanın bir parçası da Kooperatif Anlaşması No PHY0120999 altında, University of California, Davis tarafından yönetilen Biophotonics Bilim ve Teknoloji, NSF Bilim ve Teknoloji Merkezi Merkezi tarafından finanse edildi.

1. Bazı bakım, bu sistem içinde bir Raman numune hazırlama ve yerleştirme alınması gerekmektedir. <ol><li> Sistem genellikle çok kısa mesafelerde çok yüksek sayısal diyafram hedefleri kullanmak yapar, çünkü örnekler bir lamel üzerine yerleştirilir. Biyolojik numunelerin tipik bir Attofluor hücre odası (Invitrogen, Carlsbad, CA) monte No 1 kalınlığı lamel üzerine yerleştirilir. </li><li> Özellikle Sıvı numuneler, insanlar için toksik olan bir silikon epoksi sayesinde açılış çimentolu bir lamel ile küçük bir cam şişe konur. Şişe sonra ölçüm için ters çevrilir. </li><li> Bizim sistemi, pompa ve sinyal bakliyat hassas zamanlama bağlı olduğundan, biz hedefi yukarı ve aşağı çevirir mikroskop geleneksel odak ayarı, kullanmak için değil kısıtlanır. Bu ekler ve sistemi optik yol çıkarır. Bunun yerine, kendi bağımsız odak denetimi mikroskop sahne üstüne monte edilmiş ikinci aşama bizim örnekleri yer. </li></ol> 2. Zaman-kapılı Raman almak için, uyarma ışını düzgün hazırlıklı olmalıdır. <ol><li> Sapph lazer (Chameleon, Tutarlı Sistemleri, Santa Clara, CA): 2.4 W ayarlanabilir darbeli Ti ortaya çıkan ışık ile başlar. Her bir atım, 80 MHz darbe tren, enerji 30 NJ 140 fs geçici bir genişliğe sahiptir ve 808 nm 'de merkezlenmiş ~ 6 nm spektral bant genişliğine sahip bir spektrum vardır. </li><li> Geri-yansımaları lazer boşluğu yeniden girmesini önlemek için, ışık Faraday izolatör geçirilir. Faraday izolatör önce yerleştirilen bir yarım dalga plakası sistemine gönderilen toplam güç sürekli ayar sağlar. </li><li> En Raman modları çözmek için çok geniş bir bant genişliği 6 mil olduğu için, kiriş, 808 nm merkezli bir (0.8 nm FWHM, Andover Corporation, Salem, NH) çok dar bir bant geçiren filtre ile gönderilir. </li><li> Işık daha sonra akromatik bir kristal (CASIX, Fuzhou, Çin Halk Cumhuriyeti), 808 nm, 404 nm dalga boyu yarıya 5 mm β-Baryum Borat (BBO) üzerine giyilen erkek yeleği (f = 100 mm) odaklanmıştır. BBO kristal bir bağlama ucu ve tilt kontrolleri ile yerleştirilir ve aynı zamanda bir çeviri aşamasında üzerine monte edilmiş. Dalga boyu dönüşüm verimliliği maksimize etmek için, kristal ikilisinin odak hakkında tam simetrik yerleştirilen ve kristal ekseni gelen ışının kutuplaşma hizalanmış olmalıdır. </li><li> Dalga boyu dönüşüm verimliliği kutuplaşma bağımlı olduğundan, örnek gönderilen ışık miktarı üzerinden kontrol Faraday izolatör sonra ikinci bir yarım dalga plakası koyarak elde edilebilir. Bu waveplate döner, örnek gönderilen ışık yoğunluğu şiddeti pompa ışın (aşağıda ele alınacak) gönderilen bağımsız olarak ayarlanabilir. </li><li> Dalga boyu dönüştürülür ışık çıkmadan ışını mikroskop objektif arka diyafram doldurmak için yeterince büyük ve ters bir mikroskobu (IX-71, Olympus, içine yönelik olduğunu gibi seçilen ikinci bir akromatik giyilen erkek yeleği (f = 500 mm) tarafından recollimated iki direksiyon aynalar vasıtasıyla Center Valley, PA). </li><li> Sistemin en monolitik bileşeni içinde barındıran optik eleman mikroskop objektif, optik ekseni tanımlar. Bu eksen uyarma ışın hizalamak için, bir ayna mikroskop örnek düzlemde yer almaktadır. Bir CCD kamera dönemi (μEye, IDS, Obersulm, Almanya) mikroskop görüntüleme bağlantı noktasına bağlı arka yansıtılan lazer ışını gözlemlerken iki direksiyon aynalar sonra iteratif ayarlanmış. Kamera görüntü mikroskop alan görüş merkezli olduğunu varsayarsak, ışın odak noktası, z-ekseni boyunca objektif, mikroskop çip ve çeviri üzerinde yoğunlaşmış-eksen merkez noktası değişmez odak dışı demetinin. </li><li> Bir örnek, örnek düzlemde yerleştirilir ve ışınlanmış zaman lazer ışığı Raman saçılması oluşur. Mikroskop objektif altına yerleştirilen bir dikroik filtre Raman dağınık ışık mikroskop yan port yönlendirme, uyarma ışın dalga boyu kaymıştır Raman dağınık ışık (floresan) ayırır. Mikroskop bu yolu içinde herhangi bir sinyal ışığı collimated mikroskop çıkar böyle lensler, kaldırmak için güncellenmiştir. </li><li> Mikroskop ortaya çıkan sinyal ışını Glan-thompson polarize açık diyafram daha büyük olduğundan, bir 0.47x teleskop iki akromatik çiftleri (f1 = 75 mm, f2 = 35 mm) inşa ışını küçültmek için kullanılır. </li><li> Sinyal, ışık daha sonra laboratuar çerçevesi dikey saygı ile 0 ° odaklı bir Glan Tekin polarize kutuplaşmış ve pompa ışını ile recombined bir dikroik ayna. </li></ol> 3. En yüksek verimle çalışması için optik kapısı için de pompa ışın (Kerr kiriş) hazırlanması, bakım alınmalıdır. <ol> Pompa darbesinin ilk sinyal ışını nihai boyutuna uyacak şekilde iki akromatik çiftleri (f1 = 35 mm, f2 = 100 mm) ile yapılmış bir teleskop ile 0.35x tarafından büyütülür. <li> Pompa ışını sonra, pompa ve sinyal bakliyat (aşağıda ele alınacak ayarlama) zamansal örtüşme sağlamak için ayarlanmış olabilir doğrusal bir çeviri sahne üzerine yerleştirilen uygun bir prizma açısı oluşan bir gecikme hattına gönderilir. </li><li> Gecikme hattı sonra, ışın laboratuar çerçeve içinde dikey 45 ° odaklı bir yarım dalga plakası ve polarize yoluyla gönderilir. Doğrusal olmayan orta ulaştığında pompa ışın uygun kutuplaşma devlet sağlar. </li><li> Işık daha sonra iki direksiyon aynalar, ince pompa ışın konumunu ayarlamak için kullanılan bir piezo-elektrik kontrolleri, yansıyan sinyal ışını ile mekansal örtüşür. Üst üste iki ayrı yerde, biri yakın ve kirişler kombine dikroik ayna uzak bir pompa ve sinyal kirişler gözlemleyerek elde edilir. Yakın ve uzak noktada kirişler üst üste piezo ayna iki kirişler üst üste ilk direksiyon ayna kullanarak, pompa ışınının tam collinear sinyal ışını ile yapılabilir. </li><li> Iki ışın kombine toplanan zaman kapı sinyali en üst düzeye çıkarmak için, Kerr kapısı ve toplama sistemi kurulur. </li></ol> 4. Iki ışın kombine toplanan zaman kapı sinyali en üst düzeye çıkarmak için, Kerr kapısı ve toplama sistemi kurulur. <ol><li> Pompa ve sinyal kirişler, doğrusal olmayan orta içinde, heyecan verici Raman saçılması herhangi bir kalıntı uyarma ışık önlemek için 404 nm dalga boyunda bir OD 6 bir dikroik filtre ilk geçirilir. </li><li> Pompa ve sinyal kirişler sonra her ikisi de bir akromatik doğrusal olmayan malzeme içeren bir 1 cm yollu kuvars küvet içine giyilen erkek yeleği (f = 35 mm) tarafından odaklı. Uygun bir yüksek doğrusal olmayan indeksi (CS 2 daha yüksek) ve uygun kısa temporal yanıt (&lt;2 bg) olan herhangi bir doğrusal olmayan malzeme, burada kullanılabilir. Bu deneyler için, doğrusal olmayan bir dizin n 2 = 3.1 x 10 -18 m 2 / W. karbon disülfit, CS 2, Işık daha sonra ikinci bir ilk özdeş bir odak uzaklığı ile elektronların ikili recollimated. </li><li> Kirişler sonra bir OD (10) 808 nm'de kombine olduğu emme ve girişim filtreleri bir dizi aracılığıyla sonra geçti ve dönen bir montaj Glan Tekin analizörü, ve. </li><li> Son olarak, sinyal, ışık, akromatik, lif, x, y ve z çeviri sağlayan bir sahne monte 50 mikron modlu fiber optik, içine giyilen erkek yeleği (f = 35 mm) tarafından odaklı Lif, daha sonra ticari bir görüntüleme spektrografla bağlı CCD kamera (SP2300i ve sırasıyla Pixis 100B, her ikisi de Princeton Instruments, Trenton tarafından üretilen, NJ) ile birleştirilmiştir. </li><li> Analizörü toplanan sinyali en üst düzeye çıkarmak için toplama sistemi hizalamak için, 0 ° ve toluen bir test örneği örnek düzlemde yerleştirilir. X, y ve z fiber montaj kontrolleri ayarlayarak, toplanan Raman sinyal optimize edilmiştir. </li><li> Pompa ve sinyal kirişler uygun mekansal ve zamansal örtüşme sağlamak için, bir ayna mikroskop örnek düzlemde yer alır. 404 nm filtre sistemden kaldırılır. Analizörü 90 döndürülmüş ° retroreflected 404 nm ışın yoğunluğu ile kamera doyurabilecek olmadığı gibi ayarlanabilir spektrografla içine gönderilir. Kapalı pompa ışını analizörü iletilen 404 nm sinyali en aza indirmek için döndürülür. Pompa ışını geri açıkken 404 nm ışık iletim artmaya başlayıncaya kadar, gecikme sahne yavaş yavaş ayarlanmıştır. Sonra, iteratif gecikme aşamasında, piezo-elektrikli ayna ayarlama, ve x, y ve z fiber kontrolleri, bir sinyalin en üst düzeye çıkarır. </li><li> 404 nm ışın ve Raman dağınık ışık sistemi ile biraz farklı yollar alabilir retro-yansıyan Çünkü, son ayarlamaları değiştirerek örnek sahne ve biraz ince ayar hizalama güçlü bir Raman Yorum; (örneğin, toluen gibi) koyarak yapılır gecikme aşamada, piezeo elektrikli ayna, ve fiber x, y ve z kontrolleri Raman sinyal optimize etmek. </li></ol> 5. Tek bir zaman-kapılı Raman spektrumu toplanması birkaç spektrumları edinimi, sistemi eserler düzeltmek için gereklidir. <ol><li> 0 °, uyarma ışını ve kapalı pompa ışını analizörü ile, bir "ungated" spektrum zaman yolluk sistemi yararına olmadan kazanılmış olurdu spektrumu temsil alınır. </li><li> Analizör 90 °, uyarma kiriş ve pompa ışın hala kapalı olarak ayarlanmış bir arka zemin spektrum sisteminde polarize ve diğer unsurlar sızan sokak ışık miktarını temsil eden, alınır. </li><li> 90 kalan analizörü °ve tüm kirişler, pompa demetinin varlığı ile çapraz polarize üzerinden izin Raman dağınık ışık temsil eden "gated" spektrum alınır. </li><li> Son olarak, hala 90 ° analizörü ile, uyarma ışın ve pompa ışın, ikinci bir arka plan spektrumu spektrografla girerek 808 nm ışık kalıntı miktarları "geçitli" spektrum katkısını temsil alınır. </li><li> Ayrıca, kamera ve elektronik temel "karanlık" sinyal seviyesi karakterize bir spektrum, kapalı tüm lazerler ile alınır. </li><li> Yaygın bir sorun birkaç dakika açıklıklı üzerinden veri satın alırken spektrumları genellikle uzun entegrasyon süreleri gerektirdiğinden, bu kozmik ışınların düzgün bir şekilde düzeltilmesi için izin vermek için birkaç adet (kare) Bu entegrasyon süresi kırmak için zorunludur. </li></ol> 6. Kazanılmış sonra, birkaç işlem adımları verilerin kalite ve görünümünü iyileştirmek için faydalıdır. <ol><li> İlk olarak, tüm spektrumları karanlık bir "karanlık" spektrum çıkarılarak giderilmiştir. </li><li> Kozmik ışınlar düzeltmek için, bir satın alma oluşturan birkaç kare piksel piksel olarak birbirleriyle karşılaştırılır. Tüm kareleri arasında o piksel için medyan değeri 2 medyan sapmalar dışında kalan herhangi bir çerçevenin herhangi bir piksel için, o pikselin değeri tüm kareleri arasında medyan değeri ile değiştirilir. </li><li> Daha sonra kozmik ışın düzeltilmiş kare ortalama ve Savitzky-Golay filtresi 1 yüzey düzeltilmelidir . </li><li> "Gerçek" geçitli spektrum ayıklamak için, ölçülen kapılı spektrumu "pompa sadece" spektrumları "uyarma yalnızca" çıkarma ve. </li><li> Son olarak, kapı ve ungated spektrumları sonra Lieber ve Mahadevan-Jansen 2 yöntemi kullanılarak belirlenen 5 inci sipariş polinom çıkarılarak düzeltilmiş arka plan vardır. </li></ol> 7. Temsilcisi Sonuçlar: <img src="/files/ftp_upload/2592/2592fig1.jpg" alt="Şekil 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1. Kerr yolluk sisteminin şematik diyagramı. SHG yolu mavi ile yazılmıştır ise pompa ışın yolu, kırmızı renkte gösterilmiştir. Floresan zamansal filtre yolu sarı gösterilir Raman ve Floresans çakışan yol, yeşil gösterilir. Kısaltmalar aşağıdaki gibi: BPF, bant geçiren filtre, CCD, şarj çiftli aygıt; DCM, dikroik ayna; FI, Faraday izolatör; λ / 2, yarım dalga plakası; LPF, uzun-pass filtre; NLM, doğrusal olmayan orta, P, polarize SHG, ikinci harmonik üretimi kristal. <img src="/files/ftp_upload/2592/2592fig2.jpg" alt="Şekil 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 2"> Şekil 2: immersiyon çözünmüş kumarin Ham spektrumları. Kırmızı eğri kapısı açık tutulan (analizörü maksimum iletim) ile alınan spektrum gösterir. Siyah eğri minimum iletim ve bir pompa ışın uygulanır (kapılı spektrum) hizalanmış analizörü ile alınan spektrum gösterir. Mavi eğri minimum iletim ve hiçbir pompa ışın uygulanan dizilen analizörü ile alınan spectum (kapı kapalı tutulan) gösterir. Yeşil eğri, sadece pompa ışın uygulanmış alınan spektrum gösterir. Kesikli kırmızı çizgiler aşağıda panelinde gösterilir spektral bölgede göstermektedir. Tüm spektrumları 11 puan, 3. sıra Savitzky Golay filtre ile düzeltti olmuştur. Alt: floresan arka plan çıkarma sonra immersiyon çözünmüş kumarin Spectra. Kırmızı eğri kapısı ile spektrum açık tutulan, ve mavi kapılı spektrum eğrisi. Kapılı spektrum yağların dolambaçlı wavenumber yüksek tepe özelliği açıkça gösterir.

<ol><li>Savitzky, A., Golay, M. J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smoothing+and+differentiation+of+data+by+simplified+least+squares+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures.</a> Analytical Chemistry. 36, 1627-1639 (1964).</li>
<li>Lieber, C. A., Mahadevan-Jansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+method+for+subtraction+of+fluorescence+from+biological+Raman+spectra%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Automated method for subtraction of fluorescence from biological Raman spectra.</a> Applied Spectroscopy. 57, 1363-1367 (2003).</li>
<li>Gniadecka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melanoma+diagnosis+by+Raman+spectroscopy+and+neural+networks%3A+Structure+alterations+in+proteins+and+lipids+in+intact+cancer+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Investiga-tive+Dermatology%22%5BJournal%5D)">Melanoma diagnosis by Raman spectroscopy and neural networks: Structure alterations in proteins and lipids in intact cancer tissue.</a> Journal of Investiga-tive Dermatology. 122, 443-449 (2004).</li>
<li>Lieber, C. A., Majumder, S. K., Billheimer, D., Ellis, D. L., Mahadevan-Jansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+microspectroscopy+for+skin+cancer+detection+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Raman microspectroscopy for skin cancer detection in vitro.</a> Journal of Biomedical Optics. 13, 024013-024013 (2008).</li>
<li>Chen, K., Qin, Y., Zheng, F., Sun, M., Shi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis+of+colorectal+cancer+using+Raman+spectroscopy+of+laser-trapped+single+living+epithelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Diagnosis of colorectal cancer using Raman spectroscopy of laser-trapped single living epithelial cells.</a> Optics Letters. 31, 2015-2017 (2006).</li>
<li>Chan, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nondestructive+identification+of+individual+leukemia+cells+by+laser+trapping+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Nondestructive identification of individual leukemia cells by laser trapping Raman spectroscopy.</a> Analytical Chemistry. 80, 2180-2187 (2008).</li>
<li>Zhu, Q. Y., Quivey, R. G., Berger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+bacterial+concentration+fractions+in+polymicrobial+mixtures+by+Raman+microspectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Measurement of bacterial concentration fractions in polymicrobial mixtures by Raman microspectroscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 9, 1182-1186 (2004).</li>
<li>Rösch, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemotaxonomic+identification+of+single+bacteria+by+micro-Raman+spectroscopy%3A+Application+to+clean-room-relevant+biological+contaminations%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+and+Environmental+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Chemotaxonomic identification of single bacteria by micro-Raman spectroscopy: Application to clean-room-relevant biological contaminations.</a> Applied and Environmental Microbiology. 71, 1626-1637 (2005).</li>
<li>Moritz, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+spectroscopic+signatures+of+the+metabolic+states+of+escherichia+coli+cells+and+their+dependence+on+antibiotics+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Raman spectroscopic signatures of the metabolic states of escherichia coli cells and their dependence on antibiotics treatment.</a> Biophysical Journal. 98, 742a-742a (2010).</li>
<li>Dehring, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+chemical+changes+in+subchondral+bone+taken+from+murine+knee+joints+using+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Identifying chemical changes in subchondral bone taken from murine knee joints using Raman spectroscopy.</a> Applied Spectroscopy. 60, 1134-1141 (2006).</li>
<li>Berger, A. J., Koo, T. W., Itzkan, I., Horowitz, G., Feld, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multicomponent+blood+analysis+by+near-infrared+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Multicomponent blood analysis by near-infrared Raman spectroscopy.</a> Applied Optics. 38, 2916-2926 (1999).</li>
<li>Qi, D., Berger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+concentration+measurement+in+blood+serum+and+urine+samples+using+liquid-core+optical+fiber+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Chemical concentration measurement in blood serum and urine samples using liquid-core optical fiber Raman spectroscopy.</a> Applied Spectroscopy. 46, 1726-1734 (2007).</li>
<li>Beier, B. D., Berger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+automated+background+subtraction+from+Raman+spectra+containing+known+contaminants%5BTitle%5D)+AND+%22The+Analyst%22%5BJournal%5D)">Method for automated background subtraction from Raman spectra containing known contaminants.</a> The Analyst. 134, 1198-1202 (2009).</li>
<li>De Luca, A. C., Mazilu, M., Riches, A., Herrington, C. S., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Online+fluorescence+suppression+in+modulated+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Online fluorescence suppression in modulated Raman spectroscopy.</a> Analytical Chemistry. 82, 738-745 (2010).</li>
<li>Evans, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+imaging+of+tissue+in+vivo+with+video-rate+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Chemical imaging of tissue in vivo with video-rate coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 16807-16812 (2005).</li>
<li>Jones, W. J., Stoiche, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse+raman+spectra%3A+Induced+absorption+at+optical+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Inverse raman spectra: Induced absorption at optical frequencies.</a> Physical Review Letters. 13, 657-659 (1964).</li>
<li>Freudiger, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-Free+et+Imaging+with+High+Sensitivity+by+Stimulated+Raman+Scattering+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Label-Free et Imaging with High Sensitivity by Stimulated Raman Scattering Microscopy.</a> Science. 322, 1857-1861 (2008).</li>
<li>Cui, M., Bachler, B. R., Ogilvie, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+coherent+and+spontaneous+Raman+scattering+under+biological+imaging+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Comparing coherent and spontaneous Raman scattering under biological imaging conditions.</a> Optics Letters. 34, 773-775 (2009).</li>
<li>Matousek, P., Towrie, M., Stanley, A., Parker, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+rejection+of+fluorescence+from+Raman+spectra+using+picosecond+Kerr+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Efficient rejection of fluorescence from Raman spectra using picosecond Kerr gating.</a> Applied Spectroscopy. 53, 1485-1489 (1999).</li>
<li>Matousek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+suppression+in+resonance+Raman+spectroscopy+using+a+high-performance+picosecond+Kerr+gate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Fluorescence suppression in resonance Raman spectroscopy using a high-performance picosecond Kerr gate.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 32, 983-988 (2001).</li>
<li>Knorr, F., Smith, Z. J., Wachsmann-Hogiu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+time-gated+system+for+Raman+spectroscopy+of+biological+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Development of a time-gated system for Raman spectroscopy of biological samples.</a> Optics Express. 18, 20049-20058 (2010).</li>
</ol>

Biyomedikal Raman spektroskopisi alanında biyolojik teşhis çok zor zorlukları çözmek için gösterdi potansiyel bir sonucu olarak son birkaç yıl içinde artan bir ilgi gördü. Örneğin, Raman kanser tespiti 3, 4, 5, 6 tanısal değeri olduğu gösterilmiştir. Raman spektroskopisi bakteriyel kantitatif 7, 8 ve bakteriyel ilaç yanıtı 9 da kullanılır olmuştur. Ayrıca kemik sağlığı 10 Biyolojik Akışkanlar analizi 11, 12 arasında değişen diğer biyomedikal uygulamalarda geniş bir ...

<table border="1"><tbody><tr><th> Isim </th><th> Şirket </th><th> Katalog Numarası </th><th> Yorumlar </th></tr><tr><td> Lensler </td><td> ThorLabs </td><td> Çeşitli </td><td> Her% 1 maksimum iletim kayıpları var kaplı tüm objektifler </td></tr><tr><td> Ayarlanabilir Ti: Sapph lazer </td><td> Tutarlı </td><td> Bukalemun </td><td> 30 NJ, 200, fs, 80 MHz </td></tr><tr><td> 40X yağ daldırma hedefi </td><td> Olympus </td><td> UApo/340 </td><td> NA = 1.35 </td></tr><tr><td> Ters mikroskop </td><td> Olympus </td><td> IX-71 </td><td> Yan port tüm objektifler kaldırmak için Modifiye </td></tr><tr><td> Yarım dalga plaka </td><td> Thorlabs </td><td> AHWP05M-600 </td><td></td></tr><tr><td> Glan-Tekin polarize </td><td> Thorlabs </td><td> GTH10M </td><td> ~% 10 iletim kaybı </td></tr><tr><td> Spektrometre </td><td> PI Acton </td><td> SP2300i </td><td></td></tr><tr><td> CCD </td><td> PI Acton </td><td> Pixis 100B </td><td></td></tr><tr><td> Mathmatical yazılım </td><td> MathWorks </td><td> MATLAB </td><td> versiyon 2008a </td></tr><tr><td> Faraday izolatör </td><td> EOT </td><td> BB8-5I </td><td></td></tr><tr><td> Piezo-elektrikli ayna </td><td> Newport </td><td> AG-M100 </td><td></td></tr><tr><td> BBO kristal </td><td> CASIX </td><td> özel </td><td> 1 mm kalınlık </td></tr><tr><td> Bandpass 1 </td><td> Andover </td><td> 008FC14 </td><td> 808 ± 0.4 nm </td></tr><tr><td> Dikroik ayna </td><td> Semrock </td><td> FF662-FDI01 </td><td> 662 nm bant kenarı </td></tr><tr><td> Uzun-pass filtre </td><td> Semrock </td><td> BLP01-405R </td><td> 417 nm bant kenarı </td></tr><tr><td> Bandpass filtresi 2 </td><td> Semrock </td><td> FF02-447/60 </td><td> 417-447 nm </td></tr><tr><td> CS 2 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 335266 </td><td> % 99 saflıkta </td></tr><tr><td> Kumarin 30 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 546127 </td><td> % 99 saflıkta </td></tr><tr><td> Immersiyon </td><td> Cargille </td><td> 16242 </td><td> Tip DF </td></tr></tbody></table>

rezonans ve spontan raman microspectroscopy floresan arkaplan reddi

Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy

Raman spektroskopisi, sık sık, özellikle biyolojik örnekler için, güçlü bir floresan arka plan boğulmuş. Hemen geç gelen floresan ışık Raman dağınık ışık gelen bir örnek, ultra hızlı bakliyat, zamansal zaman çizelgesi izole bir pikosaniye sinyalleri örtüşen Işıksal ayrı bir sistem bir tren ile heyecanlı. Burada Raman ve floresan sinyalleri izole etmek için, düşük güç optik Kerr kapı şeklinde tüm optik anahtarlama kullanan bir karmaşık nonlineer optik sistem inşası ve işletilmesi tartışacağız. &lt;5 mW Raman saçılması heyecanlandırmak için örnek gönderilen 404 nm ışık dönüştürülen 808 nm ışık yaklaşık 200 mW, ortalama güç ve 80 MHz tekrarlama oranı 2,4 W ile tek bir 808 nm lazer ikiye bölünmüş durumda. Kalan dönüştürülmemiş 808 nm ışık daha sonra, tüm optik deklanşör pompa gibi davranır doğrusal olmayan bir orta gönderdi. Deklanşör yaklaşık% 5 &#39;lik bir maksimum verimliliği ile 800 fs açar ve kapatır. Bu sistemi kullanarak, başarılı bir darbe enerjileri ve biyolojik olarak güvenli kalır ortalama güçleri kullanarak 80 MHz bir tekrarlama oranı Raman ve floresan sinyalleri birbirinden ayırmak mümkün. Sistem, optik güç açısından hiçbir yedek kapasite olduğundan, detaylı birçok tasarım ve hizalama konuları sisteminin verimini en üst düzeye yardım. Biz de içinde sinyal ve pompa kirişler Kerr orta mekansal ve zamansal örtüşme yanı sıra spektral edinimi için ayrıntılı bir protokol elde etmek için bizim protokol tartışmak. Sonuç olarak, zaman yolluk sistemi kullanarak güçlü floresan varlığında elde edilen Raman birkaç temsilcisi sonuçları raporu.

Biz ultrafast tüm optik anahtarlama floresan sinyallerine karşı Raman izole etmek için kullanan bir karmaşık doğrusal olmayan optik sistem inşası ve işletilmesi tartışacağız. Bu sistemi kullanarak, başarılı bir darbe enerjileri ve biyolojik olarak güvenli kalır ortalama yetkileri kullanan, Raman ve floresan sinyalleri ayrı edebiliyoruz.

Rezonans ve spontan Raman Microspectroscopy Floresan Arkaplan reddi

Raman spektroskopisi, özellikle biyolojik örnekler için, genellikle güçlü bir floresan arka plan gürültüsünden etkilenir. Eğer bir örnek, bir ... dizisi ile uyarılırsa

Bu prosedürün amacı, floresan sinyallerini reddederken Raman saçılan ışığının geçişine izin veren tamamen optik bir kapı oluşturmaktır. Bu, öncelikle Raman saçılmasının uyarılması ve polarize edilmesiyle gerçekleştirilir. Prosedürün ikinci adımı ise kapıyı çalıştırmak için pompa ışınının hazırlanmasıdır.Üçüncü olarak, pompa, ram ve darbeler birbiriyle örtüşecek şekilde ayarlanmalıdır. Prosedürün son adımı, zaman kapılı spektrumların elde edilmesidir. Sonuç olarak, yüksek sinyal-gürültü oranlı ramen sinyallerinin analizi yoluyla biyokimyasal nicelikleme ve sınıflandırmayı gösteren sonuçlar elde edilebilir.Bu tekniğin, floresans arka planının yazılımsal olarak çıkarılması gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, floresans tarafından üretilen shot gürültüsünün önemli ölçüde azaltılmasıdır. Bu yöntem; bakteri hücreleri ve dokulardaki endojen florların kimyasal bileşiminin invaziv olmayan karakterizasyonu, intrinsik markerların kullanılmasıyla hücresel süreçlerin ve kanser, vasküler veya nörodejeneratif hastalıklar gibi hastalıkların anlaşılması gibi biyolojik ve biyomedikal alanlardaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu yöntem ayrıca hem floresans hem de RAM etiket

rejection-fluorescence-background-resonance-spontaneous-raman

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Raman spektroskopisi temassız için uygun bir tekniktir, canlı hücreler, doku mühendisliği yapıları ve doğal dokuların etiket ücretsiz analizidir. Kaynak özgü spektral parmak izi oluşturulur ve çok değişkenli analiz kullanılarak analiz edilebilir.

Raman Spektroskopisi kullanarak Hücreler ve Ekstrasellüler Matriks Temassız, Etiket ücretsiz izleme

Makale, karbon nanotüplere eriyik sızması yoluyla aşırı nanoteller üretmek için bir yöntemi ve titreşim ve optik uyarma enerjilerini belirlemek için Rezonans Raman Spektroskopisi kullanılarak 1D sistemlerin nasıl karakterize edilebileceğini ve araştırılabileceğini açıklamaktadır.

Aşırı Nanotel ve Diğer 1D Sistemleri Rezonans Raman Spektroskopisi

El yazması, hem lazerle sınırlı çözünürlük hem de fotolüminesans (PL) spektroskopisini içeren fonon destekli yarı rezonans floresan spektroskopisi yöntemini açıklar. Bu yöntem, enerji alanındaki atom benzeri yarı iletken yapıların çizgi genişliği sınırlı çözünürlük spektrumlarını sağlamak için optik fononları kullanır. Yöntem ayrıca tek bir spektrometre optik spektroskopi kurulumu ile kolayca gerçekleştirilir.

Yüksek Çözünürlüklü Fonon destekli Yarı-rezonans Floresans Spektroskopisi

Bu aletin bir radyoaktif kirlenme olmadan, herhangi bir standart mikro Raman spektrometre ile uyumlu yüksek radyoaktif örnekler Raman spektroskopik analiz için bir teknik sunar. Ayrıca aktinid bileşikleri ve ışınlanmış yakıt maddeleri kullanılarak bir uygulama göstermektedir.

Herhangi bir standart mikro-Raman spektrometresi ile yüksek radyoaktif Örneklerin Raman Analizi için yeni bir teknik

Adım adım Raman ve IR spektroelektrokimyasal analiz bir protokol sunulmuştur.

Raman ve IR spektroelektrokimyasal yöntemleri araçları olarak konjuge organik bileşikler çözümlemek için

Uyarılmış Raman saçılma (SRS) mikroskopisi, spesifik kimyasal moieties'in seçici, etiketsiz görüntülenmesini sağlar ve lipit moleküllerini in vivo olarak görüntülemek için etkili bir şekilde sunulmuştır. Burada, SRS mikroskopi prensibine kısa bir giriş sağlıyoruz ve Caenorhabditis elegans'talipid depolama görüntülemede kullanımı için yöntemleri açıklıyoruz.

Uyarılmış Raman Saçılma Mikroskopisi Kullanılarak Caenorhabditis elegans Lipid Depolama Dinamiklerinin Etiketsiz Görüntülenmesi

Bu makale, aynı mikroskop platformuna entegre edilmiş uyarılmış Raman saçılmasının (SRS) ve tutarlı anti-Stokes Raman saçılmasının (CARS) çözünürlüğünü, hassasiyetini ve görüntüleme kontrastlarını doğrudan karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, CARS'ın daha iyi bir uzamsal çözünürlüğe sahip olduğunu, SRS'nin daha iyi kontrastlar ve spektral çözünürlük sağladığını ve her iki yöntemin de benzer hassasiyete sahip olduğunu göstermektedir.

Kimyasal Görüntüleme için Hiperspektral Uyarılmış Raman Saçılması ve Tutarlı Anti-Stokes Raman Saçılma Mikroskobunun Doğrudan Karşılaştırılması

Geniş bant uyarılmış Raman saçılma (SRS) mikroskobu ile kimyasal görüntüler elde etmek için bir protokol sunuyoruz. Diferansiyel çok kanallı kilitleme tespiti ile çalışan bir SRS mikroskobuna dayanan protokol, numune hazırlamayı, SRS cihazının ayarlanmasını ve kimyasal olarak heterojen numunelerin farklı bileşenlerini çözmek için kemometriyi açıklar.

Geniş Bant Uyarılmış Raman Saçılma Mikroskobuna Dayalı Multipleks Kimyasal Görüntüleme

Kompakt ve ultra stabil bir çift kırma interferometresine dayanan geniş alanlı Fourier dönüşümlü mikroskobu, 2D dedektörün tüm pikselleri için paralel spektrum elde edilmesini sağlar. Zaman alanı yaklaşımı, fotolüminesans ve Raman sinyallerinin çözülmesini sağlar ve ~1-μm uzaysal ve 23-cm-1 spektral çözünürlükle hızlı Raman eşlemesi (~5 ms/piksel) sağlar.

Multimodal Geniş Alanlı Fourier Dönüşümlü Raman Mikroskobu

Küresel diyastolik fonksiyonunun doğru, nedensellik-tabanlı ölçüm parametrized Diyastolik aracılığıyla transmitral akışı Dolum (PDF) biçimcilik kinematik modelleme tabanlı analizi ile elde edilmiştir. PDF benzersiz sertlik, rahatlama, ve yük parametrelerini üretir ve disfonksiyon duyarlı ve özel indeksler sunarken 'yeni' fizyolojisini açığa kavuşturmaktadır.

Parametrized Diyastolik Dolum Biçimcilik yoluyla Transmitral Akışının Modellenmesi Kinematik tabanlı Analizi ile Küresel Diyastolik Fonksiyonu Kantitasyonu

Öğrenin, ultrahızlı optik anahtarlama ile Raman sinyallerini floresan arka planından ayırma yöntemini. Bu teknik, yüksek sinyal-gürültü oranıyla biyokimyasal nicelendirme ve sınıflandırma sağlar.

Rezonans ve spontan Raman Microspectroscopy Floresan Arkaplan reddi

Daha fazla video keşfet