Name: Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 6 s
Description: Keşfedin plazmonik nanoyapılardan doğrusal olmayan saçılma ile süper çözünürlüklü mikroskopi tekniğini. Bu yöntem, nanoparçacıkların güçlü ve solmaz saçılma özelliğini kullanarak görüntüleme çözünürlüğünü artırır.

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 Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından NSC-101-2923-M-002-001-MY3 ve NSC-102-2112-M-002-018-MY3 kapsamında desteklenmektedir. Bu araştırma, Bilim ve Teknoloji Politikası Konseyi (CSTP) ve JSPS Asya CORE Programı tarafından başlatılan "Yeni Nesil Dünya Lideri Araştırmacılar için Finansman Programı (NEXT Programı)" aracılığıyla Japonya Bilimi Teşvik Derneği (JSPS) tarafından da desteklenmektedir.

1. gns Numune Hazırlama <ol><li> LSPR pik kaymasına neden olabilir partikül agregasyonunu önlemek için, yaklaşık 40 kHz en az 15 dakika boyunca örnek, sonikasyon 1 mi gns koloit çözelti hazırlamak önce. </li><li> GNSS düzeltmek için ticari magnezyum alüminyum silikat (MAS) kaplama ile bir slayt cama GNS kolloid 100-200 ul bırakın. </li><li> En az 1 dakika sonra, distile su ile yıkama ekstra kolloid çıkarın. Bekleme süresi GNSS gerekli dağıtım yoğunluğuna bağlıdır. Tipik haliyle, çoğu birbirinden izole edilir çünkü parçacıklar kolayca tespit edilmesini sağlar, uygun bir yoğunlukta 1-3 dakika sonuçlanır. Bekleme süresi çok uzunsa, önemli kümelenme meydana gelebilir. </li><li> Azot gazı ile tasfiye ederek örnek kurutun. </li><li> (İsteğe bağlı), yüksek çözünürlüklü camına GNSS Haritayı Bu aşamada 23 at taramalı elektron mikroskobu (SEM) gerçekleştirmek için. Örnek görüntü Figür sağlanane 1, GNSS karakteristik yoğunluğunu gösteren. Görüntü elde etmek için bir alan emisyonu SEM kullanın. Yağ numunesi (sonraki adım) üzerine eklendikten sonra, bu yağ kaldırmak ve SEM ile numuneyi gözlemlemek zor olacaktır. </li><li> GNSS kapsayacak şekilde numune üzerine aynı kırılma indeksi ile petrol bir damla ekleyin ve cam taban güçlü yansıma ortadan kaldırmak için. </li><li> Numunenin üstüne bir kapak camı ve tırnak cilası ile sızdırmaz. </li><li> Oje kuruyana kadar en az 5 dakika bekleyin. Numune artık hazır. </li></ol> Ev inşa Konfokal Mikroskop 2. Hizalama <ol><li> Kurulum şeması Şekil 2&#39;ye bakınız. Mikroskop gövdesine kendisinin beyaz ışık aydınlatma yolunu hizalayın. Mikroskop halojen ışık kaynağına açın ve Köhler aydınlatma koşulunu sağlamak için mikroskop üreticinin kılavuzuna izleyin. Beyaz halojen ışık demetleri arka neredeyse paralel olduğundan emin olunobjektif diyafram, kısmen 50/50 ışıkbölücü tarafından yansıtılan ve daha sonra lazer doğru yaymak. </li><li> Onlar tarama aralığının merkezinde olduğu doğru başlangıç ​​pozisyonuna, kalmasını sağlamak için galvano aynalar açın. </li><li> Halojen ışık yolu boyunca, üzerinde konsantrik halkalar ile bir kağıt ince bir tabaka tarafından yapılan en az iki hedefi, koyun ve halojen kiriş ile hizalayın. </li><li> Görüntüleme gerçekleştirmek için, 532 nm lazer seçin. Spektroskopi ölçümleri gerçekleştirmek için, süper süreklilik lazer seçin. Hizalama sırasında, lazerlerin gücü lineer olmayan önlemek için objektif arka diyafram açıklığında az 10 uW olmalıdır. Daha sonra, iki hedefleri yardımıyla giden halojen ışınına olay lazer ışını tersini .birleştirecek. Bu işlem tamamlandıktan sonra, lazer ışınının kaba uyum elde edilmiştir. </li><li> Objektif lens arka diyafram merkezi aracılığıyla lazer ışını aynı hizaya getirin. Tipik olarak bir OI kullanımıl-daldırma objektif. Yağ daldırma objektif lens ve GNS numune arasındaki petrol bir damla ekleyin. GNSS saçılması sinyallerini toplamak için detektör olarak bir photomultiplier tüp (PMT) kullanın. </li><li> Sinyalleri saçılma out-of-focus engellemek için PMT önünde 20 mikron çaplı iğne deliği yerleştirin. , Galvano aynalar ve (ev yapımı bir yazılım aracılığıyla) PMT açın GNSS gerisaçılımı sinyallerini maksimize etmek örnek aşamasının iğne deliği konumu ve yüksekliği ayarlayın, ve daha sonra bir bilgisayar ekranında bir birey GNS görüyoruz. Doğru hizalanma GNSS bir numunesi xy görüntüsü, Şekil 2B&#39;de gösterilmiştir. </li><li> Biraz odak konsantrikliğin kontrol etmek için numune aşamasının yüksekliğini değiştirmek. O konsantrik değilse, numune aşamasında yüksekliği değiştiğinde ise aynı konumda kalır GNS merkezinin kadar Tarayıcının önünde iki ayna ile ışın ayarlayın. PSF xz görüntüsü 2C Şekil benzer olduğundan emin olunDoğru ışın uyumun sağlanması. Low-pass ve Gauss pürüzsüz filtreler ile bu iki görüntüleri işlemek. </li></ol> Saçılma Nonlinearite 3. Karakterizasyonu <ol><li> Düşük uyarım yoğunluğu (az 10 4 W / cm2) olarak, protokol 2.6 izleyerek altın nanopartiküller bir görüntü kazanır. </li><li> ImageJ görüntü (ya da başka herhangi bir görüntü analiz yazılımı) açın. Görüntüdeki GNSS biri boyunca bir çizgi (Şekil 2B bakınız) çizin ve Analiz kullanın -&gt; ImageJ araçları Arsa profili saçılması yoğunluk profili almak için. Gauss fonksiyonu tarafından seçilen PSF profiline uyan: <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/53338/53338eq2.jpg" /> y, y 0, arka plan değeri (eğer varsa), PMT okuma değeri olduğu bir tepe genliği genişliği w, x, mekansal koordinatı, ve x, c merkezi koordinat olanGauss fonksiyonu e. Karşılık gelen PSF FWHM (½ln2) w. Amacın sayısal açıklık (NA) göre, konfokal PSF teorik FWHM l emisyon dalga boyu yaklaşık olarak 0.43l / NA, olduğu tahmin edilebilir. Görüntüleme sisteminin uyumu kontrol etmek için bu iki sayıyı karşılaştırın. </li><li> El Şekil 2A nötral yoğunluk (ND) filtresi değiştirerek uyarma yoğunluğunu arttırmak ve her yoğunluk seviyesinde geri saçılma görüntüleri kaydetmek. Farklı uyarma yoğunluklarda her GNS merkezinden saçılma sinyalinin değerini alın ve uyarma yoğunlukları karşı sinyalleri saçılma eğri çizilir. Uyarma yoğunluğu yeterince düşük olduğunda doğrusal bir ilişki sergiler gereken ilk birkaç puan lineerliğini edin. İlk birkaç noktalarının doğrusal bağlantısına göre bir çizgi çizin. Sonraki noktaların saçılma yoğunlukları bu doğrusal eğilim, Doygunluk altına düşer isen meydana geldi. </li><li> Doyurulabilir saçılma gözlemledikten sonra, yavaş yavaş doygunluk eşiğinin altında yoğunluğunu azaltmak ve görüntü aynı GNSS yine doğrusal olmayan davranışların reversibilite sağlamak. </li></ol> Tek Altın Nanokürecikli bir Saçılma Spectrum 4. Ölçümü <ol><li> Tek bir GNS gelen geri saçılma spektrumu ölçmek için lazer kaynağı olarak süper süreklilik lazer kullanın. Lazerin dalga boyu 450 nm, ilk 1750 nm arasında değişir. Örnek ve optik bileşenlerin zarar verebilir aşırı kızılötesi gücünü kesmek için, görünür ışık yansıtmak için sağ süper süreklilik lazer sonra bir veya iki aynalar yerleştirmek, ve ışın aşırı kızılötesi ışık toplamak için döker kullanın. </li><li> Lazer tarama konfokal mikroskop içine süper süreklilik lazer doğrudan Bölüm 2. hizalama prosedürleri uygulayın. Bütün görünür aralığında spektral kapsama sağlamak için bir Broadband 50/50 BS kullanın. </li><li> Edinme bircamına GNSS görüntü. Görüntüde tek bir GNS bulun ve parçacık üzerindeki olay genişbant ışığın odağı sabitleyin. </li><li> Bir şarj çiftli cihazı ile donatılmıştır spektrometre, doğru gerisaçılımı sinyalini doğrudan PMT önünde bir saygısız ayna kullanın ve sonra seçilen tek GNS bir spektrum alır. Burada spektrum GNS saçılma ve arka karışımı nedeniyle diğer eşyalardan yansıyarak olduğunu dikkatli olun. </li><li> Geri PMT detektörü geçin ve parçacık konumu değişmedi onaylamak için başka bir fotoğraf çekmek. Daha sonra, herhangi bir parçacık mevcut olduğu bir noktaya odak kayması. Geri spektrometre geçin ve arka plan temsil etmektedir fazla spektrum almak. </li><li> Tek bir GNS net bir gerisaçılımı spektrumunu elde etmek için adım 4,4 yelpazenin adımda 4.5 arka plan spektrumu çıkarın. </li></ol> SAX Mikroskop 5. Hizalama <ol><li> Bkz: Şekil 3İdeal sinüzoidal zamansal modülasyon iki acousto-optik modülatörlere (AOMs) arasındaki yendi frekansı elde edilir SAX mikroskop, düzeni için. İlk olarak, daha sonraki AOMs ihtiyacını karşılamak için lazer ışını boyutunu ayarlamak. 50/50 ışın ayırıcı kullanarak iki kiriş içine 532 nm lazer ışığı bölün. </li><li> Tek kiriş Her AOM geçerek birlikte, iki AOMs aracılığıyla iki kirişler Kılavuzu. İki AOMs modülasyonlu frekansları farklı olmalıdır. Örneğin, bir 10 kHz frekans farkı, sonuçta 40,000 MHz ve 40,010 MHz diğer tarafta olabilir. Bu fark frekans SAX sinyalleri için temel modülasyon frekansı f m olacaktır. </li><li> Her iki AOMs gelen ilk düzeni kırınan kirişler alın ve başka 50/50 ışın ayırıcı kullanarak iki kirişler birleştirir. İki kiriş .birleştirecek için AOMs sonra aynaları ayarlayınız. </li><li> Zamansal modulatio izlemek için bir osiloskop bağlı bir fotodedektör eklemen. Bir slayt cam lazer küçük bir kısmını bölmek ve Şekil 3&#39;te görüldüğü gibi, fotodedektör gönderebilirsiniz. Doğru modülasyon ve ışın üstüste ile, ana frekans f m gösterilen dalga benzer sinüzoidal yoğunluk modülasyonu gözlemlemek Şekil 4&#39;te. Not: modülasyon arka maksimum modülasyon derinliği elde etmek için mümkün olduğu kadar düşük olması gerekmektedir. Buna ek olarak, modülasyon harmonik bozulma azalan olup olmadığını kontrol etmek osiloskop Fourier analizi işlevini kullanın. Başarılı SAX uygulanmasını sağlamak için, minimize başlangıç ​​nonlineeritenin ile mükemmel bir sinüs uyarma yoğunluğu modülasyonu sağlamak. </li><li> Osiloskoptan photodetector elektrik çıkışını ayırın ve bir kilit-amplifikatör referans girişine bağlayın. </li><li> Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, daha önceki protokoller izlenerek konfokal sisteme lazer ışını hizalayın. Here, sinyal girişi olarak kilit-amplifikatör PMT elektrik çıkışını bağlayın. </li><li> Örnek olarak boş bir kapak camını kullanın ve dedektör 1-V okuma değerinin altında doğrusal Şekil 5, görüldüğü gibi ,, yavaş yavaş uyarım gücünün artırılması ile elektrik algılama sistemi lineerliğini kontrol edin. Sonraki tüm ölçümlerde, bu değerin altına okuma tutmaya özen gösterin. </li><li> Gerilim sinyalin mutlak büyüklüğünü ihracat kilit-amplifikatör çıkışını ayarlayın. Referans kanal ayarını harmonik bileşeni değiştirerek, böylece SAX sinyalleri, A 1, A 2 genlikleri elde ve. </li><li> Ayrıca raster tarama galvano aynalar sürüş gerilim sinyallerini alan bir veri toplama kartı, kilit-amplifikatör gelen doğrusal ve doğrusal olmayan sinyaller dışa aktarın. Özelleştirilmiş bir Labview programı yardımıyla, kilit-amplifikatör ve sinyalleri senkronizegalvano bir görüntü oluşturmak için aynaları. </li><li> Görüntülerde sinyal-gürültü oranını optimize etmek için, uygun kilit-amplifikatör piksel edinimi ve entegrasyon sürelerini seçin. Uyarma ana modülasyon frekansı f 10 m kHz dönem 100 mikro-saniyeye olduğu zaman, olduğu zaman, örneğin, döneme göre en az üç kat daha uzun olması için kilit-amplifikatör entegrasyon zamanını ayarlayın. Galvano ayna hareketinin zaman ekleyerek, satın alma hızı SAX görüntüleme modunda saniyede 1500 piksel olarak belirlenmiştir. </li></ol>

<ol><li>Fang, N., Lee, H., Sun, C., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-diffraction-limited+optical+imaging+with+a+silver+superlens%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Sub-diffraction-limited optical imaging with a silver superlens.</a> Science. 308 (5721), 534-537 (2005).</li>
<li>Lee, B., Kim, S., Kim, H., Lim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+plasmonics+in+light+beaming+and+focusing%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">The use of plasmonics in light beaming and focusing.</a> 34 (2), 47-87 (2010).</li>
<li>Lal, S., Link, S., Halas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-optics+from+sensing+to+waveguiding%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Nano-optics from sensing to waveguiding.</a> Nature Photon. 1 (11), 641-648 (2007).</li>
<li>Kawata, S., Inouye, Y., Verma, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonics+for+near-field+nano-imaging+and+superlensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Plasmonics for near-field nano-imaging and superlensing.</a> Nature Photon. 3 (7), 388-394 (2009).</li>
<li>Homola, J., Yee, S. S., Gauglitz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+plasmon+resonance+sensors%3A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor.+Actuat.+B-Chem%22%5BJournal%5D)">Surface plasmon resonance sensors: review.</a> Sensor. Actuat. B-Chem. 54 ((1-2)), 3-15 (1999).</li>
<li>Nie, S., Emory, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+single+molecules+and+single+nanoparticles+by+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Probing single molecules and single nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering.</a> Science. 275 (5303), 1102-1106 (1997).</li>
<li>Hache, F., Ricard, D., Flytzanis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+nonlinearities+of+small+metal+particles+-+surface-mediated+resonance+and+quantum+size+effects%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Optical nonlinearities of small metal particles - surface-mediated resonance and quantum size effects.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 3 (12), 1647-1655 (1986).</li>
<li>Balamurugan, B., Maruyama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+of+an+enhanced+interband+absorption+in+Au+nanoparticles%3A+Size-dependent+electronic+structure+and+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Evidence of an enhanced interband absorption in Au nanoparticles: Size-dependent electronic structure and optical properties.</a> Applied Physics Letters. 87 (14), 143105(2005).</li>
<li>Link, S., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+and+temperature+dependence+of+the+plasmon+absorption+of+colloidal+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Size and temperature dependence of the plasmon absorption of colloidal gold nanoparticles.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (21), 4212-4217 (1999).</li>
<li>Kelly, K. L., Coronado, E., Zhao, L. L., Schatz, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+optical+properties+of+metal+nanoparticles%3A+The+influence+of+size%2C+shape%2C+and+dielectric+environment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem+B%22%5BJournal%5D)">The optical properties of metal nanoparticles: The influence of size, shape, and dielectric environment.</a> J. Phys. Chem B. 107 (3), 668-677 (2003).</li>
<li>Kauranen, M., Zayats, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+plasmonics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Nonlinear plasmonics.</a> Nature Photon. 6 (11), 737-748 (2012).</li>
<li>Homola, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Present+and+future+of+surface+plasmon+resonance+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Present and future of surface plasmon resonance biosensors.</a> Anal Bioanal Chem. 377 (3), 528-539 (2003).</li>
<li>Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Au+nanoparticles+target+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Au nanoparticles target cancer.</a> Nano Today. 2 (1), 18-29 (2007).</li>
<li>Wada, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+all-optical+devices+for+ultrafast+communication+and+signal+processing%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">Femtosecond all-optical devices for ultrafast communication and signal processing.</a> New J. Phys. 6 (183), Forthcoming.</li>
<li>Elim, H. I., Yang, J., Lee, J. Y., Mi, J., Ji, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+saturable+and+reverse-saturable+absorption+at+longitudinal+surface+plasmon+resonance+in+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of saturable and reverse-saturable absorption at longitudinal surface plasmon resonance in gold nanorods.</a> Appl. Phys. Lett. 88 (8), 083107(2006).</li>
<li>Ros, I., Schiavuta, P., Bello, V., Mattei, G., Bozio, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+nonlinear+absorption+of+gold+nanoshells+at+surface+plasmon+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Femtosecond nonlinear absorption of gold nanoshells at surface plasmon resonance.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (41), 13692-13698 (2010).</li>
<li>De Boni, L., Wood, E. L., Toro, C., Hernandez, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Saturable+Absorption+in+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Plasmonics%22%5BJournal%5D)">Optical Saturable Absorption in Gold Nanoparticles.</a> Plasmonics. 3 (4), 171-176 (2008).</li>
<li>Gurudas, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturable+and+reverse+saturable+absorption+in+silver+nanodots+at+532+nm+using+picosecond+laser+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Saturable and reverse saturable absorption in silver nanodots at 532 nm using picosecond laser pulses.</a> J. Appl. Phys. 104 (7), 073107(2008).</li>
<li>Bohren, C. F., Huffman, D. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBohren%2C+CF+%22Absorption+and+scattering+of+light+by+small+particles%22">Absorption and scattering of light by small particles</a>. , John Wiley & Sons Inc. (1983).</li>
<li>Chu, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturation+and+reverse+saturation+of+scattering+in+a+single+plasmonic+nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Photon%22%5BJournal%5D)">Saturation and reverse saturation of scattering in a single plasmonic nanoparticle.</a> ACS Photon. 1 (1), 32-37 (2014).</li>
<li>Chu, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+a+saturated+emission+of+optical+radiation+from+gold+nanoparticles%3A+application+to+an+ultrahigh+resolution+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Measurement of a saturated emission of optical radiation from gold nanoparticles: application to an ultrahigh resolution microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 112 (1), 017402(2014).</li>
<li>Fujita, K., Kobayashi, M., Kawano, S., Yamanaka, M., Kawata, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+confocal+microscopy+by+saturated+excitation+of+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">High-resolution confocal microscopy by saturated excitation of fluorescence.</a> Phys. Rev. Lett. 99 (22), 228105(2007).</li>
<li>Smith, K. C. A., Oatley, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+scanning+electron+microscope+and+its+fields+of+application%5BTitle%5D)+AND+%22Brit.+J.Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The scanning electron microscope and its fields of application.</a> Brit. J.Appl. Phys. 6 (11), (1955).</li>
<li>Yu, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+diffraction-limited+scanning+system+providing+broad+spectral+range+for+laser+scanning+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instru%22%5BJournal%5D)">A diffraction-limited scanning system providing broad spectral range for laser scanning microscopy.</a> Rev. Sci. Instru. 80 (11), 113704(2009).</li>
<li>Lee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Point+spread+function+analysis+with+saturable+and+reverse+saturable+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Point spread function analysis with saturable and reverse saturable scattering.</a> Opt. Express. 22 (21), 26016-26022 (2014).</li>
<li>Gustafsson, M. G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+structured-illumination+microscopy%3A+Wide-field+fluorescence+imaging+with+theoretically+unlimited+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Nonlinear structured-illumination microscopy: Wide-field fluorescence imaging with theoretically unlimited resolution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102 (37), 13081-13086 (2005).</li>
<li>Yonemaru, Y., Yamanaka, M., Smith, N. I., Kawata, S., Fujita, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturated+Excitation+Microscopy+with+Optimized+Excitation+Modulation%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Saturated Excitation Microscopy with Optimized Excitation Modulation.</a> ChemPhysChem. 15 (4), 743-749 (2014).</li>
<li>Betzig, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+intracellular+fluorescent+proteins+at+nanometer+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Imaging intracellular fluorescent proteins at nanometer resolution.</a> Science. 313 (5793), 1642-1645 (2006).</li>
<li>Hell, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far-field+optical+nanoscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Far-field optical nanoscopy.</a> Science. 316 (5828), 1153-1158 (2007).</li>
<li>Huang, B., Wang, W. Q., Bates, M., Zhuang, X. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+super-resolution+imaging+by+stochastic+optical+reconstruction+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional super-resolution imaging by stochastic optical reconstruction microscopy.</a> Science. 319 (5864), 810-813 (2008).</li>
<li>Heintzmann, R., Jovin, T. M., Cremer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturated+patterned+excitation+microscopy+-+a+concept+for+optical+resolution+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+A%22%5BJournal%5D)">Saturated patterned excitation microscopy - a concept for optical resolution improvement.</a> J. Opt. Soc. Am. A. 19 (8), 1599-1609 (2002).</li>
<li>Tzang, O., Pevzner, A., Marvel, R. E., Haglund, R. F., Cheshnovsky, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-Resolution+in+Label-Free+Photomodulated+Reflectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Super-Resolution in Label-Free Photomodulated Reflectivity.</a> Nano Lett. 15 (2), 1362-1367 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Protokolde, birkaç kritik adımlar vardır. Örneklerin hazırlanmasına, ilk olarak, nanopartiküller yoğunluğu parçacıklar arasında plasmonik kaplin önlemek için, çok yüksek olmamalıdır. İki veya daha fazla parçacıkların birbirine çok yakın ise, LSPR dalga boyunda bağlama sonuçları böylece önemli ölçüde lineer olmayan azaltarak, daha uzun dalga boylarına doğru kayması. Ancak, bu görüntüleme tekniği aslında yerine parçacıkların kendilerinin, plasmonik modları dağılımını haritalar. Bu nedenle, uygun bir uyarım dalga boyu ile ...

Plazmonik çalışma nedeniyle birçok farklı alanda 1-4 uygulamaları büyük ilgi gördü. Plazmonik en araştırılmıştır alanlardan bir yüzeyi plazmonik, olduğu bir metal ve dielektrik arasında bir arayüz de harici bir elektromanyetik dalga ile iletim elektron çiftler kolektif salınım. Yüzey plazmonik subwavelength optik, biofotonik ve mikroskopi 5,6 yılında potansiyel uygulamalar için incelenmiştir. Kısmi yüzey plazmon rezonansı (LSPR) nedeniyle metal nanopartiküllerinin ultra küçük bir hacmi içinde kuvvetli alan geliştirme nedeniyle sadece parçacık boyutları, partikül şekilleri ve çevreleyen ortamın 7 dielektrik özelliklerine olağanüstü duyarlılık, geniş ilgi çekmiştir -10, aynı zamanda, çünkü doğal olarak zayıf doğrusal olmayan optik etkileri 11 artırmak için kabiliyetini. LSPR olağanüstü duyarlılık biyo-algılama ve yakın fie için değerlidirld görüntüleme teknikleri 12,13. Öte yandan, plasmonik yapılarının gelişmiş doğrusal olmayan optik anahtarlama ve tüm optik sinyal işleme 14,15 gibi uygulamalarda fotonik entegre devrelerde kullanılabilir. İyi plasmonik absorpsiyon, düşük yoğunluk seviyeleri uyarma yoğunluğu ile doğrusal olarak orantılı olduğu bilinmektedir. Uyarma yeterince güçlü olduğunda, emme doygunluk ulaşır. İlgi çekici bir yüksek yoğunluklarda, absorpsiyon tekrar artar. Bu doğrusal olmayan etkiler saturable emme (SA) 15-17 olarak adlandırılan ve sırasıyla doyurulabilir emilimi (RSA) 18 ters vardır. Bu LSPR nedeniyle saçılım plasmonik yapılarda özellikle güçlü olduğu bilinmektedir. Temel elektromanyetik dayanarak, olay yoğunluğu karşısında saçılma cevabı doğrusal olmalıdır. Bununla birlikte, nanopartiküller, yayılma ve emilme yakın Mie teorisi ile bağlı olan, ve her ikisi de, e olabilirdielektrik sabiti gerçek ve hayali parçaları açısından xpressed. Tek bir GNS hafif aydınlatma altında bir dipol gibi davranır varsayımı altında, Mie teorisine göre tek plasmonik nanoparçacık gelen saçılma katsayısı (Q sca) ve soğurma katsayısı (Q abs) 19 olarak ifade edilebilir <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/53338/53338eq1.jpg" /> x 2 πa burada / λ bir kürenin çapı ve m, 2 ε m / ε d. Burada ε m ve ε d sırasıyla çevredeki Dielektriklerin metal dielektrik sabitleri ve bir karşılık gelmektedir. Saçılma katsayısı şeklinde yana th benzerdire emme katsayısı, bu nedenle tek bir plasmonik nanopartikülün 20 doyabilen saçılma gözlemlemek bekleniyor. Son zamanlarda, izole bir plasmonik parçacık nonlineer doyabilen saçılma ilk kez 21 gösterilmiştir. Bu uyarım yoğunluğu arttığı derin doymuşluktaki, aslında saçılma şiddeti hafif bir azalma dikkat çekicidir. Uyarma yoğunluğu saçılma doymuş oldu sonra artan sürdürdü bile daha belirgin, saçılma şiddeti doyabilen ters 20 saçılma etkisini gösteren, yine yükseldi. Dalga boyundan ve boyut bağımlı çalışmalar 21 saçılma LSPR ve doğrusal olmayan arasında güçlü bir ilişki olduğunu göstermiştir. Plasmonik saçılma yoğunluğu ve dalgaboyu bağımlılıklar, bu doğrusal olmayan davranışlar altında ortak bir mekanizmayı göstermektedir emme kişilerce çok benzerdir. Uygulama açısından, iyi kullanımları bilinmektedirwn o nonlineerlik optik mikroskop çözünürlüğü artırmak için yardımcı olur. 2007 yılında, doymuş uyarma (SAX) mikroskopi uyarma kiriş 22 bir zamansal sinüzoidal modülasyonu yoluyla doymuş sinyalini çıkartma ile çözünürlüğünü artırmak, hangi önerilmiştir. SAX mikroskopi, bir lazer odak nokta için, yoğunluk periferinde daha merkezde güçlü kavramına dayanmaktadır. Sinyal (floresan veya saçılma ya) doyma davranışı sergilerse lineer tepki periferdeki kalırken, doygunluk, merkezden başlamak gerekir. Sadece doymuş bir kısmını ayıklamak için bir yöntem varsa periferik kısmını reddederken, bu nedenle, bu nedenle etkili uzaysal çözünürlüğü arttırmak, sadece merkez kısmını bırakacaktır. Prensip olarak, sürece derin doygunluk ulaşıldığında SAX mikroskopi hiçbir düşük çözünürlüklü sınırı yoktur ve yoğun aydınlatma nedeniyle hiçbir örnek hasar var. Bu çözünürlük gösterilmiştirfluoresans görüntüsü n anlamlı SAX tekniği kullanarak arttırılabilir. Bununla birlikte, floresans ışıkla ağartma etkisi uğrar. Saçılma nonlineer keşfini ve SAX kavramını birleştiren saçılma dayalı süper çözünürlüklü mikroskopi 21 gerçekleştirilebilir. Geleneksel süper çözünürlüklü mikroskop ile karşılaştırıldığında, saçılma tabanlı teknik olmayan yeni ağartma kontrast yöntem sağlar. Bu yazıda, bir adım-adım açıklama elde etmek ve plasmonik saçılma lineer olmayan ayıklamak için gerekli prosedürleri ana hatlarıyla verilir. Olay yoğunluğunu değiştirerek kişiye saçılma doğrusal olmayan belirleme yöntemleri tarif edilmektedir. Daha fazla detay bu nonlinearities tek nanopartiküllerin görüntüleri etkiler ve nasıl uzamsal çözünürlük SAX tekniği ile buna göre artabilir nasıl çözülmeye sağlanacaktır.

<table><tbody><tr><td>mikroskop gövdesi</td><td>Olympus, Japonya</td><td>BX-51</td><td></td></tr><tr><td>objektif lens</td><td>Olympus, Japonya</td><td>UPlanSapo, 100X, NA 1.4</td><td></td></tr><tr><td>80 nm altın kolloid</td><td>BBI Çözümleri, İngiltere</td><td>EM. GC80</td><td></td></tr><tr><td>süper sürekli lazer</td><td>Fianium, Birleşik Krallık</td><td>SC400-2-PP</td><td></td></tr><tr><td>geniş bant dielektrik aynalar</td><td>Thorlabs, ABD</td><td>BB1-E02</td><td></td></tr><tr><td>alan emisyonu SEM</td><td>JEOL, Japonya</td><td>JSM-6330F</td><td>isteğe bağlı</td></tr><tr><td>spektrometre</td><td>Andor Teknolojisi, İngiltere</td><td>Shamrock 163</td><td></td></tr><tr><td>şarj bağlantılı cihaz</td><td>Andor Teknolojisi, İngiltere</td><td>iDus DV420A-OE</td><td></td></tr><tr><td>akusto-optik modülatörler</td><td>IntraAction Corp., ABD</td><td>AOM-402AF1</td><td></td></tr><tr><td>kilitli amplifikatör</td><td>Stanford Araştırma Sistemleri, ABD</td><td>SR-830</td><td></td></tr><tr><td>MAS kaplı sürgülü cam</td><td>Matsunami Camı, Japonya,</td> <td>S9215</td><td></td></tr></tbody></table>

tek plasmonik nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan saçılma Ölçülmesi

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Işık uyarımı nedeniyle elektronların toplu salınımına dayanan plazmonikler, güçlü bir şekilde geliştirilmiş yerel elektrik alanları içerir ve bu nedenle olağanüstü optik yoğunluk gerektiren doğrusal olmayan optikte potansiyel uygulamalara sahiptir. Plazmonikte en çok çalışılan doğrusal olmayanlardan biri, doygunluk ve ters doygunluk davranışları dahil olmak üzere doğrusal olmayan absorpsiyondur. Nanopartiküllerdeki saçılma ve absorpsiyon Mie teorisi ile yakından ilişkili olmasına rağmen, çok yakın zamana kadar plazmonik saçılmada doğrusal olmayanlar hakkında bir rapor bulunmamaktadır. 
Geçen yıl, izole edilmiş bir plazmonik parçacıkta saçılmanın sadece doygunluğu değil, aynı zamanda ters doygunluğu da ilk kez gösterildi. Sonuçlar, doymuş saçılmanın, lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) ile doğrudan bağlantılı gibi görünen açık dalga boyu bağımlılığı sergilediğini gösterdi. Yoğunluğa bağlı ölçümlerle birleştirildiğinde, sonuçlar, saçılma ve absorpsiyonun doğrusal olmayan davranışlarının altında yatan ortak bir mekanizma olasılığını ortaya koymaktadır. Tek bir altın nanosferden (GNS) gelen bu doğrusal olmayan saçılma, süper çözünürlüklü mikroskopi ve optik anahtarlar dahil olmak üzere geniş çapta uygulanabilir. 
Bu yazıda, tek bir GSMH'de saçılmanın doğrusal olmama durumunun nasıl ölçüleceği ve doygun saçılmaya dayalı optik görüntüleme çözünürlüğünü artırmak için süper çözünürlük tekniğinin nasıl kullanılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Bu keşif, l/8 kadar düşük bir çözünürlüğe ulaşabilen ve biyotıp ve malzeme çalışmalarında potansiyel olarak faydalı olacak yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olan doğrusal olmayan saçılmaya dayalı ilk süper çözünürlüklü mikroskobu içeriyor.

Şekil 6, 80 nm GNS ölçülen spektrumunu göstermektedir. Mie teorisine dayalı bir hesaplanan eğri mükemmel anlaşmayı gösteren aynı arsa verilmiştir. LSPR zirve 580 nm civarındadır. Aşağıdaki deneyde, lazer dalga boyunun plasmonik etkisi optik saçılma geliştirmek ve doygunluk 21 saçılma sağlamak için plasmonik bant içinde yer almaktadır seçildi 532 nm oldu. Şekil 7 farklı uyarma yoğunluklarında tek altın nanopartikülünün görüntülerini dağıtarak hediy...

İzole edilmiş plazmonik parçacıklarda doymuş ve ters doymuş saçılma keşfedildi ve süper çözünürlüklü mikroskopide yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olarak benimsendi. Burada, doğrusal olmayan saçılmayı tespit etmek ve çıkarmak için deneysel prosedürlerin yanı sıra, doymuş uyarma mikroskobu yardımıyla çözünürlüğün nasıl arttırılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Bu deneyin genel amacı, plazmonik nanoyapılardan kaynaklanan doğrusal olmayan saçılma ile çözünürlük artırımını göstermektir. Optik mikroskopi alanında, kontrast ve çözünürlük en önemli faktörlerdir. Tekniğimiz, kontrasta dayalı yeni saçılma yöntemi ile süper çözünürlük alanına genişlemektedir.Bu tekniğin temel avantajı, nanoparçacıklardan gelen saçılmanın güçlü, yüksek derecede doğrusal olmayan ve solmayan (non-bleaching)le özelliklere sahip olmasıdır. Prosedürü laboratuvarımdan yüksek lisans öğrencisi Hsuan Lee gerçekleştirecektir.Deney, bir mikroskobun ve iki lazer kaynağının bulunduğu bir optik masa üzerinde gerçekleştirilecektir. İlk lazer kaynağı, görüntüleme için kullanılan 532 nanometre sürekli dalga bir lazerdir.İkincisi, spektroskopi ölçümleri için kullanılan bir süper-kontinuum lazerdir. Bu, hem görüntüleme hem de spektroskopi için temel kurulumun şemasıdır. Numuneler, konfokal mikroskoptaki bir piezoelektrik konumlandırma tablasına monte edilecektir.532 nanometre lazerden gelen ışık, bir nötr yoğunluk filtresinden geçer. Işın, konfokal mikroskop objektifinin odak düzleminde raster tarama sağlayan galvano aynalara bir ışın bölücü tarafından yönlendirilir. Geri saçılan ışık objektif tarafından toplanır ve dedektöre odaklanır.Mikroskobun beyaz ışık aydınlatma yolunu hizalayarak başlayın. Kurler aydınlatma altındaki halojen ışık kaynağını kullanın. Dahili diyaframın hizalamasını doğrulamak için, oküler veya CCD üzerinden sekizgenin kenarlarının keskin göründüğünden emin olun.Ardından, harici ışık yolunu kontrol etmek için bir parça kağıt kullanın. Kağıdı ışık yolu boyunca hareket ettirerek ışınların demet ayırıcı tarafından kısmen yansıtıldığını ve lazerle doğru ilerlediğini doğrulayın. Şimdi, sonraki hizalama aşamalarına yardımcı olması için kağıt hedefleri hazır bulundurun.Hedefler, konsantrik halkaları olan ince kağıtlar üzerinde olmalıdır. Bu hedefleri, halojen ışınıyla hizalanacak şekilde ışın yolu boyunca yerleştirin. Burada, bir hedef objektif lensinin arka diyafram konumundadır.Bu, optik yol boyunca konumlandırılmış başka bir hedeftir. Daha sonra, hizalama yapmak için görüntülemede kullanılan 532 nanometre lazeri açın. Halojen ışının karşısındaki gelen lazer ışığını kollime etmeye yardımcı olması için kağıt hedefleri kullanın.Hedefleri kaldırıp devam etmeden önce lazer ışınının daha hassas hizalamasını gerçekleştirin. Lazeri hizaladıktan sonra, deney için hazırlanmış bir altın nano küre örneği temin edin. Bu örnek, yağ içinde 80 nanometer altın nano küreler içermektedir.Karışım, iki cam lam arasında mühürlenir. Örnek mikroskop tablasına yerleştirilip objektif yağı eklenerek işleme devam edilir. Bu aşamada, görüntüleme için deteksiyon sistemi hazır hale getirilir.Optik yolun sonundaki fotomultiplier tüp ile saçılan ışığı toplayın. Işın yolu boyunca geri giderek, fotomultiplier tüpe gelen odak dışı saçılan ışığı engellemek için 20 mikrometre çapında bir iğne deliği (pinhole) yerleştirin. Galvano aynalarını ve fotomultiplier'ı açarak görüntüleme işlemine geçin.Altın nanoparçacıkların sinyalindeki geri tarayıcıyı görmek için bilgisayar monitörünü izleyin. Pinhole konumunu ve numune tablasının yüksekliğini ayarlayarak geri tarayıcı sinyalini maksimize edin. Konfokal mikroskobu hizaladıktan sonra numunenin saçılma lineerliğini karakterize edin.Bunu yapmak için önce objektif lensten sonraki lazer gücünü ölçmek için bir güç ölçer kullanın. Okuma değeri, santimetrekare başına 10⁴ watt'tan düşük bir eksitasyon yoğunluğuna karşılık gelen 10 mikrowatt'tan daha az olmalıdır. Ardından, fotomultiplier tüpü kullanarak altın nanoparçacıkların bir görüntüsünü elde edin.Saçılma yoğunluğu profilini karakterize etmek için yakalanan görüntüyü görüntü analiz yazılımında açın. Görüntüdeki altın nanokürelerden birini seçin ve üzerinden bir çizgi çizin. Ardından, saçılma profilini elde etmek için yazılımda gereken adımları izleyin.Profilin bir Gauss eğrisine uydurulması, görüntüleme sisteminin hizalamasının ek bir kontrolünü sağlar. Şimdi, eksitasyon yoğunluklarını sistematik olarak taramaya başlayın. İlk olarak, eksitasyon yoğunluğunu artırmak için nötr yoğunluk filtresini değiştirin.Yeni uyarılma şiddetini belirleyin ve geri saçılım görüntüsünü bu yeni şiddet seviyesinde kaydedin. Görüntüyü, daha önce olduğu gibi bir nanokürenin saçılım profilini çıkarmak için kullanın. Saçılım profilini çizin ve kürenin merkezindeki değerini saçılım sinyali olarak tanımlayın.Saçılma sinyalinin uyarım şiddetine karşı grafiğini oluşturmak için bu adımları birkaç kez tekrarlayın. Bu şekilde, mavi noktalar verileri temsil eder. Kırmızı çizgi ise polinomsal uyumdur.Saçılma sinyali ile eksitasyon enerjisinin düşük değerleri arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bu doğrusal ilişkinin altına düşüş, doygunluğun meydana geldiğini gösterir. Bir sonraki adım, tek bir altın nanoküre üzerinde spektroskopi gerçekleştirmektir.Bu şema, düzeneğin genel bir görünümünü sunmaktadır. 450-1750 nanometre dalga boyu aralığına sahip bir süper-kontinum lazer kaynağı kullanın. Ayrıca, görünür spektrum boyunca spektral kapsama alanı sağlamak için geniş bantlı bir 50/50 ışın ayırıcı kullanın.Işığı, şarj kuplajlı cihaz (CCD) ile donatılmış olan spektrometreye yönlendirmek için fotomultiplier tüpün önüne bir çevirme aynası yerleştirin. Süper-kontinuum lazer, 532 nanometrelik lazerle aynı prosedür kullanılarak hizalanmalıdır.Süper-continuum lazer çıkışında, sistemden fazla kızılötesi gücü uzaklaştırmak için bazı önlemler alın. Işını mikroskoba göndermeden önce, lazer çıkışının hemen ardından optik yola görünür ışığı yansıtan aynalar yerleştirin. Aynalarla birlikte, sisteme zarar verebilecek kızılötesi radyasyonu toplamak için ışın tutucular (beam dumps) kullanın.Lazer hizalandıktan sonra, altın nanokürelerin bir görüntüsünü elde edin. Görüntüyü inceleyin ve çalışma için tek bir nanoküre belirleyin. Gelen geniş bantlı ışığın odağını seçilen nanoküreye sabitleyin.Ardından, spektrometrenin optik yol üzerinde olduğundan emin olun. Bu konumda, hareketli ayna gelen ışığı fotomultiplikatör tüpe yönlendirir. Gelen ışığı spektrometreye yönlendirmek için aynanın yönünü değiştirin.Tek altın nanoparçacığın saçılma spektrumuna ilişkin verileri toplamaya geçin. Bu örnekte olduğu gibi, ölçülen spektrum, nanoküre saçılması ve yansımalardan kaynaklanan arka planın bir karışımı olacaktır. Spektrumu aldıktan sonra, çevirme aynasını geri getirin.Işığı doğrudan fotomultiplier tüpe yöneltin. Altın nanoparçacığın konumunun değişmediğini doğrulamak için başka bir görüntü alın. Ardından, geniş bantlı ışığın odağını parçacık bulunmayan bir noktaya kaydırın.Işığı spektrometreye yönlendirmek için aynayı tekrar değiştirin ve başka bir spektrum ölçümü yapmaya geçin. Bu yeni spektrum arka planın spektrumudur. Bu değer, altın nanokürenin spektrumundan çıkarılacaktır.Burada, altın nanokürelerin bulunduğu spektrumdan arka plan spektrumu çıkarılarak elde edilen net geri saçılım spektrumu yer almaktadır. Numunenin doyurulmuş eksitasyon mikroskobisi için farklı bir düzeneğe ihtiyaç vardır. Bu, doyurulmuş eksitasyon mikroskobunun şemasıdır.Lazer kaynağı 532 nanometrelik bir lazerdir. Lazer kaynağından iki ışın oluşturmak için %50/50'lik bir ışın ayırıcı kullanın. Her bir ışını ayrı bir akustik optik modülatörden geçirin.Farklı modülatör frekansları, doygun uyarım sinyallerinin modülasyon frekansı görevini görecek bir vuru frekansı üretir. Akustik optik modülatörlerden gelen birinci derece kıranım ışınlarını başka bir 50/50 ışın ayırıcı ile birleştirin. Zamansal modülasyonu izlemek için, lazer ışığının küçük bir kısmını bir foto dedektöre yönlendirmek amacıyla cam bir lamel kullanın.Sistemi kontrol etmek için fotodedektörü bir osiloskoba bağlayın. Yerleştirilmiş herhangi bir numune olmadığından emin olun. Fotodedektör sinyalini osiloskop üzerinden değerlendirin.Modülasyon ve ışın örtüşmesi doğruysa, sinyal vuru frekansında bir sinüzoid olmalıdır. Bu deney için beklenen vuru frekansı 10 kilohertz'dir. Minimum doğrusal olmamayla birlikte mümkün olduğunca mükemmel bir sinüzoid elde etmeye çalışın.Bir sonraki adım, sisteme bir lock-in amplifikatör entegre etmektir. Doygun uyarım mikroskopisinde, lock-in amplifikatör foto dedektör ve fotomultiplier tüpten giriş alır. Foto dedektörün osiloskopla olan bağlantısını kesin ve bunu amplifikatörün referans girişine bağlayın.Fotomultiplier tüpün çıkışını, sinyal girişi olarak lock-in amplifikatörüne bağlayın. Amplifikatörden gelen çıkışı bir veri toplama kartına gönderin. Bu noktada, numuneyi mikroskop tablasına yerleştirin.İki cam plaka arasında yağ içinde mühürlenmiş 80 nanometre altın nano küreler içeren aynı örneği kullanın. Ölçümleri yaparken lock-in amplifikatörüne geri dönün. Amplifikatörü, voltaj sinyalinin mutlak büyüklüğünü dışa aktaracak şekilde ayarlayın.Bu durumda, kanal 1 görüntüleme panelinden R'yi seçin. Doygun uyarılma tekli genliklerini elde etmek için referans kanaldaki harmonik bileşen ayarını değiştirin. Bu renkli görüntüler, lock-in amplifikatörden gelen sinyaller ile galvano motorların sürüş voltajlarını senkronize etmek ve birleştirmek için kullanılan özel bir yazılım aracılığıyla oluşturulmuştur.Taramalı elektron mikroskobu görüntüsü karşılaştırma amaçlıdır. Görüntüler, farklı harmonik bileşenlerle çözünürlük artışını göstermektedir. 80 nanometre boyutundaki bir altın nano kürenin ölçülen spektrumu kırmızı renktedir.Mie teorisi kullanılarak hesaplanan düz çizgi, mükemmel bir uyum göstermektedir. Yerelleştirilmiş yüzey plazmon rezonansı 580 nanometrededir. Yukarıdaki saçılma görüntüleri ve aşağıdaki çizgi profilleri, uyarım yoğunluğunun bir fonksiyonu olarak farklı özellikler sergilemektedir.Düşük yoğunlukta, nokta yayılım fonksiyonu standart bir gauss profilidir. Daha yüksek yoğunluklar, doygunluğa işaret eden fonksiyonun düzleşmesine ve genişlemesine neden olur. Daha yüksek değerlerde, merkezi yoğunluk maksimum seviyede değildir ve bu da donut şeklinde bir nokta yayılım fonksiyonu ile sonuçlanır.Nihayetinde, ters doygunluk sırasında merkez yoğunluğu tekrar tepe noktası haline gelir. Farklı uyarma yoğunluklarındaki merkez yoğunluğuna ait bu grafikteki mavi veri noktaları, hem doygunluk hem de ters doygunluk davranışını ortaya koymaktadır. Veri noktaları, kırmızıyla çizilmiş 5. derece bir polinoma uydurulmuştur.Bu veriler, harmonik frekans bileşenlerini çıkarmak için kullanılabilir. Harmonik bileşenler, lock-in amplifikatörü kullanılarak doğrudan da bulunabilir. Soldaki grafik deneysel verilere aittir.Sağdaki grafik, 5. derece polinom fit kullanılarak yapılan hesaplamanın sonucudur. Her iki grafik de eğriler boyunca belirli yoğunluklarda düşüşler sergilemektedir. Örneğin, ikinci harmonikte üç düşüş görülmektedir.Ayrıca her grafikte, her harmonik derece için, ilk çöküşten sonra eğim artmaktadır. Bu teknikte uzmanlaşıldığında, prosedür doğru şekilde uygulandığı takdirde üç saatten kısa sürede tamamlanabilir. Bu prosedürü uygularken sinüzoidal modülasyonun kalitesini, tespit sisteminin lineerliğini ve örneğin mekanik stabilitesini kontrol etmek önemlidir.Bu videoyu izledikten sonra, plazmonik nanoyapılardan kaynaklanan doğrusal olmayan saçılmaya dayalı çözünürlük artırmanın nasıl gerçekleştirileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu teknik, süper çözünürlüklü mikroskopi alanındaki araştırmacıların diğer temel ışık-madde etkileşimlerinde yeni kontrast yöntemlerini keşfetmeleri için gelecek vaat eden bir örnek sunmaktadır.

measurement-scattering-nonlinearities-from-single-plasmonic

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Plasmonic cımbız ve fotonik kristal nanoyapıların optik yakalama mikro ve nano-parçacıklar verimlilik ve yönlendirme kontrolü yararlı geliştirmeler üretmek için gösterilmiştir.

Gelişmiş mikro ve Nanopartikül Manipülasyon Plasmonic ve Fotonik Kristal Nanoyapıların Kullanımı

Gümüş nanoteller, elektronları ve optik bilgileri aynı anda yüzey plazmonları şeklinde taşıyabilir. Burada böyle bir paylaşılan devreyi gerçekleştirmek için bir prosedür açıklanmış ve her iki bilgi taşıyıcısının yayılmasındaki sınırlamalar değerlendirilmiştir.

Akım Taşıyan Gümüş Nanotellerde Plazmonik Taşınımın Değerlendirilmesi

Biz sucul organizmaların sıklığı hareketlerini soruşturma ve karakterize etmek plasmonik nanopartikülleri optik izleme özelliğini kullanabilirsiniz.

&#39;Nauplius Hareketi&#39;ni analiz<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Plasmonik Nanopartiküller Optik İzleme tarafından

Gümüş nanocubes ve alt 10 nm boşlukları ile plasmonik nano yama antenlerin imalat kolloidal sentezi için bir protokol sunulmuştur.

Plazmonik ve Nanofotonik for Applications Nanopatch Antenlerin Kolloidal Sentezi

plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.

Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın

Biz optik mikro-parçacıklar nanoplasmonic optik kafes tuzak açıklayınız.

Nanoplasmonic optik kafes içinde mikro parçacıkların bindirme

Biz kolloidal tekniğinde teknikleri kullanarak periyodik altın nanocup dizilerin imalatı göstermek ve nanoplasmonic Filmler önemini tartışıyorlar.

Kolloidal litografi kullanarak periyodik altın Nanocup dizilerin imalatı

Bu iletişim kuralı için uyarma belirlenmesi ve oranları Bloch benzeri yüzey plasmon polaritons periyodik diziler doğan arasındaki ışık yayıcılar kaplin araçları açıklar.

Uyarma ve oranları arasında ışık Emitters ve yüzey Plasmon Polaritons kaplin belirlenmesi

Plazmonik altın nanorods sıvılar içinde sıkışıp ve dairesel yayın polarize Optik cımbız kullanarak kHz frekanslarda döndürülmüş. Brown dinamiği Analizi ve hafif scatteringspectroscopy ilgili araçlar tanıtımı araştırma ve bilim çok sayıda alanlarda uygulama güçlü bir sistemi yol açar.

İnşaat ve ışık tahrik altın Nanorod Rotary Motor sistemi

Bu protokolün amacı, Plazmonik nano madde örneklerinin hazırlanması ve diferansiyel girişim kontrastı (DıC) mikroskobu ile tek parçacık spektroskopisi gerçekleştirme konusunda kanıtlanmış bir yaklaşımın ayrıntısı olmaktır.

Iletim bazlı Nomarski-tipi diferansiyel girişim kontrast mikroskobu ile Plazmonik nanopartiküller üzerinde spektroskopisi gerçekleştirme

Burada, hücre zarındaki altın nanorodların (AuNR) dinamiklerini izlemek için geleneksel karanlık alan mikroskopisinin kullanımını gösteriyoruz. Tek AuNR'lerin konumu ve yönü ImageJ ve MATLAB kullanılarak algılanır ve AuNR'lerin difüzif durumları tek parçacık izleme analizi ile karakterize edilir.

Tek Nanopartikül Darkfield Mikroskopisi Kullanarak Hücre Zarında Altın Nanorodların Difüzyonel Dinamiklerini Görselleştirme

Keşfedin plazmonik nanoyapılardan doğrusal olmayan saçılma ile süper çözünürlüklü mikroskopi tekniğini. Bu yöntem, nanoparçacıkların güçlü ve solmaz saçılma özelliğini kullanarak görüntüleme çözünürlüğünü artırır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

Daha fazla video keşfet