AF è sostenuta dalla olandese Technology Foundation STW, che è la divisione di scienza applicata di NWO, e il programma della Tecnologia del ministero degli Affari economici. (STW OTP 11114).

<img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51847/51847fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1. Schema illustrante la configurazione microscopio CARS con il flusso intrinseca attraverso la configurazione di dissoluzione. Questa cifra è stata modificata da Fussell et al 13. 1. Avvio del sistema <ol><li> Accendere il 20 psec pulsata 1.064 nm CARS laser e consentire al laser per riscaldare-up (circa 1,5 ore). </li><li> Accendere la sorgente di luce UV lampada al deuterio e lasciarlo scaldare-up (ca. 10 min). </li><li> Aprire l&#39;otturatore dalla sorgente di luce UV lampada al deuterio impostando l&#39;interruttore di scatto per &quot;aprire&quot;. </li><li> Accendere il PC di controllo del microscopio e aprire il software di controllo del microscopio. </li><li> Accendere il PC spettrometro UV e aprire il software di controllo spettrometro. </li></ol> 2. MiSetup croscope <ol><li> Selezionare l&#39;obiettivo microscopio desiderato. Utilizzare un obiettivo 20X/0.5 NA per raggiungere i risultati presentati in questo lavoro. </li><li> Impostare i filtri in torretta set di filtri per la trasmissione laser di eccitazione e riflettere il segnale CARS. Seleziona una 775 nm-pass lungo specchio dicroico e un filtro passa-banda 40 nm a 650 nm di replicare i risultati mostrati in questo lavoro. </li><li> Mettere filtri appropriati di fronte al tubo fotomoltiplicatore (PMT) rilevatore che trasmettono CARS segnale e filtrare luce indesiderata. Filtrare la luce con un filtro a 750 nm passa a breve e un filtro passa-banda 40 nm a 650 nm per riprodurre gli esperimenti condotti in questo lavoro. </li></ol> 3. Testing System <ol><li> Accendere la pompa peristaltica e pompa mezzo di dissoluzione per pochi minuti attraverso la cella di flusso UV a forma di Z per cancellare precedente liquido dalla tubazione. </li><li> Determinare la portata della pompa pesando la quantità di mezzo di dissoluzione pompato in 2 min. Regolare la pompa ONU velocitàtil portata desiderata. Pompare il mezzo di dissoluzione ad una portata di 5 ml / min per ottenere i risultati riportati in questo lavoro. </li></ol> 4. Scioglimento UV di misura <ol><li> Nel software di controllo spettrometro UV, fare clic sul menu &quot;File&quot; e poi su &quot;misura di assorbanza Nuovo&quot; per aprire una finestra che elenca tutti gli spettrometri disponibili. </li><li> Clicca sul spettrometro UV corretta e quindi fare clic su &quot;Avanti&quot; per aprire una finestra che visualizza i parametri di acquisizione dati. </li><li> Definire sia il tempo di integrazione e la media spettrale. Scegliere un tempo di integrazione di 150 msec con 200 medie per replicare i risultati mostrati in questo lavoro. </li><li> Fare clic sul pulsante &quot;Next&quot; per far apparire la schermata utilizzata per registrare lo spettro di riferimento. </li><li> Fare clic sul pulsante che appare come una lampadina gialla per registrare uno spettro di riferimento. Pompa mezzo di dissoluzione continuamente durante questa misurazione. </li><li> Chiudere l&#39;otturatore sulla sorgente di luce UV lampada al deuterio impostando l&#39;interruttore su &quot;chiuso&quot;. </li><li> Fare clic sul pulsante &quot;Next&quot; per far apparire la schermata utilizzata per registrare lo spettro oscuro. </li><li> Fare clic sul pulsante che appare come una lampadina grigio per registrare uno spettro scuro. Pompa mezzo di dissoluzione continuamente durante questa misurazione. </li><li> Fare clic sul pulsante che dice &quot;Fine&quot; per avviare le misure di assorbanza UV. </li></ol> 5. CARS Scioglimento Video <ol><li> Nel CARS controllo microscopio software, fare clic sul pulsante che seleziona una misura &quot;XYT&quot;. </li><li> Fare clic sulla casella a discesa e selezionare le dimensioni dell&#39;immagine in pixel. Selezionare la dimensione dell&#39;immagine di 512 x 512 pixel di riprodurre le immagini riportate in questo lavoro. </li><li> Trascina il cursore velocità di esposizione sia al &quot;fast&quot;, &quot;medium&quot;, o posizione &quot;lento&quot;. Utilizzare la velocità di scansione veloce (1,12 sec per immagine) per ottenerei risultati mostrati in questo lavoro. </li><li> Fare clic sulle frecce etichettati &quot;zoom&quot; per regolare il livello di zoom. Selezionare zoom &quot;2x&quot; per replicare il livello di zoom e campo di vista (350 x 350 micron) utilizzato per questi risultati. </li><li> Fare clic sulla casella a discesa e selezionare l&#39;obiettivo utilizzato. </li><li> Fare clic sulla casella di input e digitare la quantità di fotogrammi necessari per la dissoluzione di video CARS (a seconda della durata dell&#39;esperimento). Condurre scioglimento per circa 15 minuti di registrazione di 900 fotogrammi per riprodurre i risultati riportati in questo lavoro. </li></ol> 6. CARS lunghezza d&#39;onda sintonia <ol><li> Utilizzando l&#39;oscillatore parametrico ottico (OPO) controllore regolare le impostazioni del OPO quali temperatura, posizione piezo, e posizione del filtro Lyot fino a raggiungere l&#39;uscita laser massima alla frequenza Raman desideri. Tune il OPO a 2.960 centimetri -1 per registrare gli stessi risultati come quelli presentati in questo articolo. </li></ol> 7. L&#39;esperimento Dissolution<ol><li> Inserire una tavoletta in supporto del campione del costume vetture costruite flusso cella, vite del supporto del campione chiuso ermeticamente per evitare perdite. </li><li> Fissare la tubazione alle vetture flusso di celle collegamento CARS flusso di celle nel becher contenente il mezzo di dissoluzione e la pompa peristaltica. </li><li> Posizionare la cella di flusso CARS contenente una tavoletta sul palco microscopio. </li><li> Verificare che le macchine scorrono cella è collegato al becher dissoluzione medio, la pompa peristaltica, la cella di flusso UV a forma di Z e il bicchiere di raccolta rifiuti. </li><li> Fare clic sul pulsante &quot;repeat XY&quot; per avviare la scansione del sistema microscopio in una modalità di scansione continua. </li><li> Regolare la messa a fuoco del microscopio spostando l&#39;obiettivo finché la superficie della compressa è nel campo visivo sullo schermo del computer di controllo microscopio. </li><li> Fare clic sul cursore nel software di controllo del microscopio con l&#39;etichetta &quot;PMT&quot;. Regolare la sensibilità del rivelatore aumentando / diminuendo la tensione PMT finoun&#39;immagine soddisfacente (né troppo scuro né saturi) è visibile sullo schermo. NOTA: Fare attenzione a non sovraccaricare il PMT utilizzando ad alta tensione. Per questo lavoro, abbiamo utilizzato una tensione di PMT intorno a 600 V, ma questo può variare a seconda del PMT utilizzato. </li><li> Fare clic su &quot;Stop&quot; nel software di controllo del microscopio per fermare la scansione continua. </li><li> Contemporaneamente (o il più vicino possibile) iniziare a pompare mezzo di dissoluzione, avviare la registrazione di una singola scansione XYT, e iniziare a raccogliere spettri di assorbimento UV. </li><li> Durante l&#39;esperimento dissoluzione, controllare la registrazione video e regolare manualmente la messa a fuoco microscopio per garantire la tavoletta è continuamente a fuoco. </li></ol> 8. Post Scioglimento <ol><li> Fermare la pompa peristaltica spegnendolo. </li><li> Fare clic sul menu &quot;File&quot; e poi su &quot;Salva come video&quot; sul software di controllo del microscopio per salvare la scansione XYT come un video. </li><li> Fare clic sul menu &quot;File&quot;, poi cliccare su &quot;Salva &quot;e quindi fare clic su&quot; Stop Export &quot;sul software di controllo spettrometro per fermare la raccolta di spettri di assorbimento UV. </li><li> Rimuovere CARS flusso cella dal palco microscopio e rimuovere la tavoletta dalla cella di flusso CARS. </li><li> Lavare CARS flusso cella con acqua ed etanolo, e poi asciugare con carta velina. </li></ol>

<ol>
	<li>Ku, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+Biopharmaceutical+Classification+System+in+Early+Drug+Development.">Use of the Biopharmaceutical Classification System in Early Drug Development.</a> The AAPS Journal. 10, 208-212 (2008).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+United+States+Pharmacopeia.">The United States Pharmacopeia.</a> United States Pharmacopeial Convention 32nd ed. , 1-8 (2009).</li><li>Florence, A. J., Johnston, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+ATR+UV/vis+spectroscopy+in+physical+form+characterisation+of+pharmaceuticals.">Applications of ATR UV/vis spectroscopy in physical form characterisation of pharmaceuticals.</a> Spectrosc. Eur. 4, (2004).</li><li>Aaltonen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+measurement+of+solvent-mediated+phase+transformations+during+dissolution+testing.">In situ measurement of solvent-mediated phase transformations during dissolution testing.</a> J. Pharm. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-Free+Cellular+Imaging+by+Broadband+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">Label-Free Cellular Imaging by Broadband Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Biophys. J. 99, 2695-2704 (2010).</li><li>Kang, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Visualization+of+Paclitaxel+Distribution+and+Release+by+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">In Situ Visualization of Paclitaxel Distribution and Release by Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Anal. Chem. 78, 8036-8043 (2006).</li><li>Kang, E., Robinson, J., Park, K., Cheng, J. -. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paclitaxel+distribution+in+poly(ethylene+glycol)/poly(lactide-co-glycolic+acid)+blends+and+its+release+visualized+by+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy.">Paclitaxel distribution in poly(ethylene glycol)/poly(lactide-co-glycolic acid) blends and its release visualized by coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy.</a> J. Controlled Release. 122, 261-268 (2007).</li><li>Kang, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+coherent+anti-stokes+Raman+scattering+microscopy+to+image+the+changes+in+a+paclitaxel-poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene)+matrix+pre-+and+post-drug+elution.">Application of coherent anti-stokes Raman scattering microscopy to image the changes in a paclitaxel-poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene) matrix pre- and post-drug elution.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 87A, 913-920 (2008).</li><li>Jurna, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy+to+monitor+drug+dissolution+in+different+oral+pharmaceutical+tablets.">Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy to monitor drug dissolution in different oral pharmaceutical tablets.</a> Journal of Innovative Optical Health Sciences. 2, 37-43 (2009).</li><li>Windbergs, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Imaging+of+Oral+Solid+Dosage+Forms+and+Changes+upon+Dissolution+Using+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">Chemical Imaging of Oral Solid Dosage Forms and Changes upon Dissolution Using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Anal. Chem. 81, 2085-2091 (2009).</li><li>Fussell, A., Garbacik, E., Offerhaus, H., Kleinebudde, P., Strachan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+dissolution+analysis+using+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+(CARS)+and+hyperspectral+CARS+microscopy.">In situ dissolution analysis using coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) and hyperspectral CARS microscopy.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 85, 1141-1147 (2013).</li><li>Lua, Y. -. Y., Cao, X., Rohrs, B. R., Aldrich, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Characterizations+of+Spin-Coated+Films+of+Ethylcellulose+and+Hydroxypropyl+Methylcellulose+Blends.+.">Surface Characterizations of Spin-Coated Films of Ethylcellulose and Hydroxypropyl Methylcellulose Blends. .</a> Langmuir. 23, 4286-4292 (2007).</li><li>Skoog, F. J., Holler, S. R., Crouch, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Instrument analysis. 6 ed. , (2007).</li><li>Rodr&#237;guez-Hornedo, N., Lechuga-Ballesteros, D., Hsiu-Jean, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+transition+and+heterogeneous/epitaxial+nucleation+of+hydrated+and+anhydrous+theophylline+crystals.">Phase transition and heterogeneous/epitaxial nucleation of hydrated and anhydrous theophylline crystals.</a> Int. J. Pharm. 85, 149-162 (1992).</li></ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

When performing CARS microscopic dissolution experiments there are a few critical aspects that need to be monitored during the experiment. Firstly, introducing the dissolution medium to the CARS flow cell causes the focus to move. This means that the image is immediately lost and it takes a few microns of objective adjustment to find the surface again. Secondly, there is risk of liquid leakage from the CARS flow cell if the glass cover breaks during the experiment. This can potentially cause liquid damage to the optics, so it is important to listen for any cracking sound that could mean the glass has broken. Finally, there is also a small chance that the piping can become blocked due to particulate matter in the system during the experiment, this can be seen as a sudden unusual change in the UV spectra and also through periodically checking the flow during the experiment.
Particulate blockage of the piping is mainly an issue with tablets that have been designed to disintegrate during dissolution. This is one of the limitations for this technique as this system requires the surface of the tablet to remain intact throughout the dissolution to allow imaging. In addition to disintegrating tablets, it is currently not possible to image tablets that are designed to swell during dissolution as this can lead to breakage of the CARS flow cell.
Imaging tablets during dissolution provides a greater understanding of what is occurring on the surface of a dissolving tablet. Conventional pharmaceutical dissolution methods focus only on the drug content dissolved in the dissolution medium which can identify whether the tablet passes or fails the required standard. However, in the case of a failed test it is difficult to determine what caused the failure. The case of a failed dissolution test is potentially where in situ dissolution analysis using CARS microscopy can provide answers.
Future applications for in situ dissolution analysis using CARS microscopy could include investigations using more complicated tablets containing more than one drug or excipient, in particular non-swelling sustained or controlled release dosage forms during formulation development. Additionally, it could be possible to investigate samples using biorelevant dissolution media creating conditions more closely related to in vivo. 
In conclusion, this work shows that CARS microscopy is capable of rapid chemically specific imaging based on Raman vibrational frequencies allowing selective imaging of the drug in a tablet containing both drug and excipient. Additionally, CARS microscopy combined with inline UV absorption spectroscopy is a powerful tool capable of monitoring the surface of tablets undergoing dissolution and correlating surface changes seen using CARS with changes in dissolution rate.

Durante lo sviluppo di forme di dosaggio farmaceutiche orali come compresse e capsule c&#39;è una forte enfasi sulla prova di dissoluzione. Forme di dosaggio orale sono richiesti per sciogliere prima che possano essere assorbiti per l&#39;efficacia terapeutica. Farmaci scarsamente solubili in genere hanno problemi di raggiungere un&#39;adeguata concentrazione che rende il test di dissoluzione particolarmente importante 1. Metodi di dissoluzione farmacopea sono più comunemente utilizzati per l&#39;analisi dissoluzione. Nella maggior parte dei casi questo richiede preparazione del farmaco come una compressa o capsula che viene poi inserito in un becher di fluire mezzo di dissoluzione. La concentrazione di farmaco disciolto viene quindi determinata analizzando campioni del mezzo di dissoluzione utilizzando una tecnica spettroscopica standard come spettroscopia di assorbimento UV 2. Questi metodi di dissoluzione farmaceutica tradizionali non forniscono alcuna analisi diretta del campione o qualsiasi modifica che potrebbe verificarsi sul superficie dissoluzione della forma di dosaggio.Analisi diretta del campione durante la dissoluzione può fornire ulteriori informazioni sulla forma di dissoluzione dosaggio e potenzialmente identificare i problemi che causano il fallimento del test di dissoluzione. Analisi diretta di dissoluzione forme di dosaggio necessario l&#39;utilizzo di tecniche analitiche in situ che sono in grado di monitorare il processo di dissoluzione. Per registrare in situ durante la dissoluzione della tecnica analitica non deve essere influenzata dalla presenza del mezzo di dissoluzione e la tecnica richiede un&#39;elevata risoluzione temporale per misurare attendibilmente modifiche al modulo dissoluzione dosaggio nell&#39;ordine di secondi. Spettroscopia di riflettanza totale attenuata UV ha dimostrato di essere adatto per misurare le variazioni durante la dissoluzione ma manca di risoluzione spaziale offerto da tecniche di imaging 3. Tecniche di imaging farmaceutica tradizionali come la microscopia elettronica a scansione (SEM), e la mappatura Raman spontaneo hanno entrambi fattori che impediscono il loro uso nel limitaresitu per dissoluzione. Immagini SEM è un alta risoluzione tecnica di imaging rapido capace di imaging della superficie di forme di dosaggio farmaceutiche. Tuttavia, l&#39;imaging SEM è generalmente effettuata in condizioni di vuoto e richiede rivestimento campione rendendolo inadatto in situ di imaging dissoluzione. Spettroscopia Raman spontaneo accoppiato in fibra combinato con un flusso di celle e spettroscopia di assorbimento a flusso continuo UV, è stata eseguita per controllare vari sistemi droga in situ durante la dissoluzione, compresi 4 teofillina, carbamazepina, indometacina e 5. La spettroscopia Raman è stato in grado di identificare i cambiamenti superficiali che si verificano durante la dissoluzione ma non ha dato alcuna informazione territoriale su dove avvenivano i cambiamenti della superficie. Mappatura Raman spontaneo utilizza spettri Raman e fornisce informazioni spaziali sulla superficie del campione ma di imaging assume dell&#39;ordine di minuti o ore a seconda della superficie dell&#39;immagine, rendendoinadatto per l&#39;imaging in situ dissoluzione. Anti-Stokes scattering Raman (CARS) microscopia coerente è una tecnica di imaging rapido e combinato con spettroscopia di assorbimento UV in linea, ci ha permesso di sviluppare una tecnica capace di analisi in situ dissoluzione. AUTO microscopia fornisce imaging rapido chimicamente selettiva che non è influenzata dalla presenza di mezzo di dissoluzione che rende una tecnica adatta per l&#39;analisi in situ dissoluzione. AUTO tecniche si dividono approssimativamente in due gruppi in base alla durata dell&#39;impulso del laser; uno è CARS banda stretta (picosecondi laser pulsati), e le altre vetture a banda larga essendo (laser pulsato a femtosecondi). Un tipico sistema di microscopia AUTO costituito da due sorgenti laser ad impulsi e un microscopio invertito. Per produrre un segnale AUTO, uno dei laser pulsati deve essere sintonizzabile per cui vi è una differenza di frequenza tra i due laser che corrisponde a una vibrazione Raman. Inoltre,i due laser devono sovrapporsi nello spazio (spaziale) e tempo (temporale), con impulsi di entrambi i laser che arrivano alla stessa area del campione allo stesso tempo. Come vibrazioni Raman sono chimicamente specifico e segnale AUTO viene generato solo all&#39;interno del volume focale del microscopio, microscopia AUTO è capace di immagini chimicamente selettiva con risoluzione fino al limite di diffrazione. Stretta CARS microscopio utilizzando un unico modo vibrazionale Raman permette l&#39;imaging circa 100 volte più veloce rispetto alle spontanee tecniche di mappatura Raman 6. Broadband CARS immagini di microscopia in un range spettrale ampia (600-3,200 cm -1 vs ~ 4 cm-1), ma ha una risoluzione più bassa spettrale (circa 10 centimetri -1 vs ~ 4 cm -1) e la velocità di imaging più lenta (50 msec / pixel vs ~ 5 msec / pixel) rispetto alle auto a banda stretta microscopia a 7. La microscopia a banda stretta CARS è stato utilizzato per l&#39;immagine drug liberazione da alcuni sistemi farmaceutici. Nel settore delle formulazioni farmaceutiche, Kang et al. 8-10 droga caricata film polimerici impressi. Inizialmente ripreso la distribuzione del farmaco caricato, cui ha fatto seguito l&#39;imaging del rilascio del farmaco da un mezzo di dissoluzione statica. Jurna et al. 11 e Windbergs et al. 12 è andato un passo ulteriore e ripreso in primo luogo la distribuzione teofillina in forme di dosaggio dei lipidi seguite da imaging della dissoluzione del farmaco utilizzando un mezzo di dissoluzione dinamico. Abbiamo sviluppato un nuovo metodo analitico per monitorare contemporaneamente i cambiamenti superficiali sul tablet in fase di scioglimento con CARS stretta microscopio mentre si registra la concentrazione di farmaco disciolto con spettroscopia di assorbimento UV. Illustriamo l&#39;uso di questo metodo di imaging compresse contenenti il ​​farmaco teofillina modello combinato con etilcellulosa in fase di dissoluzione con l&#39;acqua come mezzo di dissoluzione.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="827">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:219px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:139px;">Company</td>
			<td style="width:99px;">Catlog number</td>
			<td style="width:189px;">Comments/Description</td>
			<td style="width:183px;">Website</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Paladin 1064nm laser</td>
			<td>Coherent&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Prototype model not for sale</td>
			<td><a href="http://www.coherent.com/">http://www.coherent.com/</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Levante Emerald Optical parametric oscillator</td>
			<td>APE Berlin</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ape-berlin.de/en/products/levante/levante-emerald-opo#block-views-products-block-1">http://www.ape-berlin.de/en/products/levante/levante-emerald-opo#block-views-products-block-1</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">IX 71 Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.olympusamerica.com/seg_section/product.asp?product=1023">http://www.olympusamerica.com/seg_section/product.asp?product=1023</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluoview 300 scanning unit</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>http://www.olympusamerica.com/seg_section/seg_product_print.asp?product=133</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Photon multiplier tube R3896</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://www.hamamatsu.com/jp/en/R3896.html">https://www.hamamatsu.com/jp/en/R3896.html</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Free standing optics / filters</td>
			<td>Thorlabs and Chroma</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.chroma.com/">http://www.chroma.com/</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.thorlabs.de/index.cfm?">http://www.thorlabs.de/index.cfm?</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reglo peristaltic pump</td>
			<td>ISMATEC</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ismatec.com/int_e/pumps/t_reglo/reglo.htm">http://www.ismatec.com/int_e/pumps/t_reglo/reglo.htm</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">USB2000+ spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/products/usb2000+.asp">http://www.oceanoptics.com/products/usb2000+.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DT-MINI-2-GS light source</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/dtmini.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/dtmini.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FIA-Z-SMA-TEF Z shaped flow cell</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/fiazsmaflowcells.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/fiazsmaflowcells.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">QP400-2-SR-BX optical fiber</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/premgradesol.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/premgradesol.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Plastic piping</td>
			<td>ISMATEC</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ismatec.com/int_e/tubing/misc/tubing_home.htm">http://www.ismatec.com/int_e/tubing/misc/tubing_home.htm&#160;</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CARS dissolution tablet flow cell</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td colspan="2">Homebuilt at university - designed to hold 12mm diameter, 3mm thick tablets. The flowcell has a channel depth of around 0.5mm.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glass beakers</td>
			<td>VWR</td>
			<td>D108980</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4537423">https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4537423</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Theophylline anhydrate</td>
			<td>BASF</td>
			<td>30058079</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.basf.com/group/corporate/en/brand/THEOPHYLLINE">http://www.basf.com/group/corporate/en/brand/THEOPHYLLINE</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ethylcellulose</td>
			<td>Colorcon</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.colorcon.com/products-formulation/all-products/film-coatings/sustained-release/ethocel">http://www.colorcon.com/products-formulation/all-products/film-coatings/sustained-release/ethocel&#160;</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

coherent anti-stokes raman scattering (cars) microscopy visualizes pharmaceutical tablets during dissolution

Tradizionali test di dissoluzione farmaceutiche determinano la quantità di farmaco disciolto nel tempo misurando contenuto di farmaco nel mezzo di dissoluzione. Questo metodo fornisce poche informazioni dirette su quanto sta accadendo sulla superficie della tavoletta dissoluzione. Poiché la composizione superficie della tavoletta e la struttura può variare durante la dissoluzione, è essenziale monitorare durante la prova di dissoluzione. In questo lavoro coerente anti-Stokes Raman microscopia di scattering viene utilizzata per l&#39;immagine della superficie di compresse durante la dissoluzione mentre spettroscopia di assorbimento UV è simultaneamente fornendo analisi in linea di concentrazione del farmaco disciolto per compresse contenenti una miscela al 50% di teofillina anidra e etilcellulosa. Le misurazioni hanno mostrato che in AUTO situ microscopia è capace di immagini selettivamente teofillina in presenza di etilcellulosa. Inoltre, la teofillina anidro convertito teofillina monoidrato durante la dissoluzione, con cry aghiformiStals che cresce sulla superficie della tavoletta durante la dissoluzione. La conversione di teofillina anidra a monoidrato, combinato con una ridotta esposizione del farmaco al mezzo di dissoluzione scorre determinato tassi di dissoluzione diminuito. I nostri risultati mostrano che in AUTO situ microscopia combinato con spettroscopia di assorbimento UV linea è in grado di monitorare tavoletta dissoluzione farmaceutica e correlando superficie cambia con variazioni di velocità di dissoluzione.

In situ analisi dissoluzione utilizzando AUTO microscopia è stata condotta su compresse (diametro 12 mm, piatte) contenenti una miscela 50:50 del modello teofillina farmaco anidro e etilcellulosa con acqua distillata pompato a 5 ml / min come mezzo di dissoluzione. AUTO immagini (512 x 512 pixel) sono stati raccolti ogni 1,12 sec alla frequenza vibrazionale Raman 2960 centimetri -1 che è selettiva per il contenuto teofillina nella compressa per la durata dell&#39;esperimento dissoluzione. Figura 2 è selezionato fotogrammi dal video dissoluzione. All&#39;inizio di dissoluzione (Figura 2, tempo 0 sec) ci sono aree di verde mostra il contenuto teofillina della tavoletta e ci sono anche zone scure dove c&#39;è solo etil cellulosa presente sulla superficie della tavoletta. Nelle zone scure sulla superficie della tavoletta è possibile vedere il contenuto debolmente etilcellulosa. Questo è quanto è stato riferito che cellulo etilicose ha frequenze vibrazionali Raman con massimi intorno a 2.930 e 2.975 centimetri -1 14. Dopo circa 60 sec sembra esserci l&#39;inizio di teofillina monoidrato crescita dei cristalli sulla superficie che può essere visto come cristalli aghiformi strette crescente verso l&#39;esterno da almeno un nucleo di cristallo al centro del telaio (Figura 2, il tempo di 60 sec) . La crescita dei cristalli monoidrato può essere molto più chiaramente dopo 130 secondi (Figura 2, il tempo di 130 sec). Inoltre, nel punto temporale 130 sec si può notare che il cristallo monoidrato non è diffuso completamente tutta la superficie della tavoletta. Sembra come se la presenza delle regioni etilcellulosa è fisicamente bloccato l&#39;allungamento degli aghi monoidrato. Dopo 250 secondi, si può vedere che la copertura monoidrato della superficie non è così prominente che suggerisce che i cristalli sono monoidrato si cominciano a dissolversi. Figura 2. Fotogrammi da CARS scioglimento del video. Immagini selezionate CARS (2.960 centimetri -1) da un video scioglimento per una anidro teofillina con tavoletta etilcellulosa. L&#39;immagine 0 sec viene registrata in una zona del campione mentre i 60, 130, e 250 sec immagini vengono registrate in un&#39;altra area del campione. Il video di CARS è disponibile come informazione supplementare. Barra della scala è di 50 micron. Ultravioletta (UV) spettroscopia è una forma di spettroscopia di assorbimento con luce UV come sorgente di eccitazione. Misure di spettroscopia UV di elettroni transizioni dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato 15. Teofillina ha un picco ampio centrata intorno a 270 nm mentre etilcellulosa è praticamente insolubile nel mezzo di dissoluzione in modo non dovrebbe contribuire allo spettro UV registrata. Analisi della dissomedio luzione utilizzando la cella di flusso UV a forma z linea ci consente di determinare quantitativamente la quantità di farmaco disciolto durante la dissoluzione. Figura 3 mostra il profilo di UV-dissoluzione per la dissoluzione della teofillina anidra compressa con etilcellulosa. Il profilo di dissoluzione UV (Figura 3) mostra che la dissoluzione di teofillina anidra comincia rapidamente raggiungendo una concentrazione massima di circa 90 mcg / ml entro 120 sec; dopo questo punto di tempo la velocità di dissoluzione inizia a diminuire. La diminuzione della velocità di dissoluzione potrebbe essere dovuto alla presenza del monoidrato teofillina (solubilità 6 mg / ml a 25 ° C 16) cristalli sulla superficie che sono meno solubile teofillina anidro (solubilità 12 mg / ml a 25 ° C 16 ) e chiaramente visto nel video AUTOMOBILI dissoluzione (Figura 2) a questo punto di tempo. La velocità di dissoluzione progressiva riduzione potrebbe anche essere spiegato briduzione ya in esposizione alla teofillina per il fluido. Questa riduzione si verifica perché etilcellulosa è praticamente insolubile in acqua, così come la teofillina scioglie il residuo etilcellulosa ostacola teofillina esposizione al mezzo di dissoluzione. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51847/51847fig3highres.jpg" width="500" /> Figura 3. Profilo di dissoluzione UV. Concentrazione vs plot tempo per una anidro teofillina combinato con tavoletta etilcellulosa mostra la concentrazione di teofillina nel mezzo di dissoluzione durante l&#39;esperimento dissoluzione.

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Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Anti-Stokes scattering Raman (CARS) microscopia coerente è combinato con un setup dissoluzione flusso continuo intrinseca per consentire in situ e visualizzazione in tempo reale della superficie di compresse farmaceutiche sottoposti a dissoluzione. Utilizzando questa configurazione su misura, è possibile correlare AUTO video con i profili di dissoluzione di droga registrati utilizzando la spettroscopia di assorbimento UV inline.

Coerenti anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopia visualizza farmaceutici compresse durante la dissoluzione

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

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Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

18.0K Views.  University of Twente.  Anti-Stokes scattering Raman (CARS) microscopia coerente è combinato con un setup dissoluzione flusso continuo intrinseca per consentire in situ e visualizzazione in tempo reale della superficie di compresse farmaceutiche sottoposti a dissoluzione. Utilizzando questa configurazione su misura, è possibile correlare AUTO video con i profili di dissoluzione di droga registrati utilizzando la spettroscopia di assorbimento UV inline. 

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Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the milli-scale structure of barbs and barbules largely determines the directional pattern of reflected light; and through the macro-scale spatial structure of overlapping, curved feathers, these directional effects create the visual texture. Milli-scale and macro-scale effects determine where on the organism's body, and from what viewpoints and under what illumination, the iridescent colors are seen. Thus, the highly directional flash of brilliant color from the iridescent throat of a hummingbird is inadequately explained by its nano-scale structure alone and questions remain. From a given observation point, which milli-scale elements of the feather are oriented to reflect strongly? Do some species produce broader "windows" for observation of iridescence than others? These and similar questions may be asked about any organisms that have evolved a particular surface appearance for signaling, camouflage, or other reasons.
In order to study the directional patterns of light scattering from feathers, and their relationship to the bird's milli-scale morphology, we developed a protocol for measuring light scattered from biological materials using many high-resolution photographs taken with varying illumination and viewing directions. Since we measure scattered light as a function of direction, we can observe the characteristic features in the directional distribution of light scattered from that particular feather, and because barbs and barbules are resolved in our images, we can clearly attribute the directional features to these different milli-scale structures. Keeping the specimen intact preserves the gross-scale scattering behavior seen in nature. The method described here presents a generalized protocol for analyzing spatially- and directionally-varying light scattering from complex biological materials at multiple structural scales.

We present a non-destructive method for sampling spatial variation in the direction of light scattered from structurally complex materials. By keeping the material intact, we preserve gross-scale scattering behavior, while concurrently capturing fine-scale directional contributions with high-resolution imaging. Results are visualized in software at biologically-relevant positions and scales.

Misurare spazialmente e Directionally-variante Light Scattering da materiale biologico

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

Ricerca

Ingegneria

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules is reported. The entire sequence of relevant experimental steps is described, involving the fabrication of nanostructured substrates using electron beam lithography, immobilization of biomolecules on the substrates, and their characterization utilizing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Three different designs of nano-biological systems are employed, including protein A, glucose binding protein, and a dopamine binding DNA aptamer. In the latter two cases, the binding of respective ligands, D-glucose and dopamine, is also included. The three kinds of biomolecules are immobilized on nanostructured substrates by different methods, and the results of SERS imaging are reported. The capabilities of SERS to detect vibrational modes from surface-immobilized proteins, as well as to capture the protein-ligand and aptamer-ligand binding are demonstrated. The results also illustrate the influence of the surface nanostructure geometry, biomolecules immobilization strategy, Raman activity of the molecules and presence or absence of the ligand binding on the SERS spectra acquired.

We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Rilevamento di Biomolecole Utilizzando EBL manufatti nanostrutturati Substrati

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

Characterization of Nanocrystal Size Distribution using Raman Spectroscopy with a Multi-particle Phonon Confinement Model

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The common techniques used for the size analysis are transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence spectroscopy (PL). These techniques, however, are not suitable for analyzing the nanocrystal size distribution in a fast, non-destructive and a reliable manner at the same time. Our aim in this work is to demonstrate that size distribution of semiconductor nanocrystals that are subject to size-dependent phonon confinement effects, can be quantitatively estimated in a non-destructive, fast and reliable manner using Raman spectroscopy. Moreover, mixed size distributions can be separately probed, and their respective volumetric ratios can be estimated using this technique. In order to analyze the size distribution, we have formulized an analytical expression of one-particle PCM and projected it onto a generic distribution function that will represent the size distribution of analyzed nanocrystal. As a model experiment, we have analyzed the size distribution of free-standing silicon nanocrystals (Si-NCs) with multi-modal size distributions. The estimated size distributions are in excellent agreement with TEM and PL results, revealing the reliability of our model.

We demonstrate how to determine the size distribution of semiconductor nanocrystals in a quantitative manner using Raman spectroscopy employing an analytically defined multi-particle phonon confinement model. Results obtained are in excellent agreement with the other size analysis techniques like transmission electron microscopy and photoluminescence spectroscopy.

Caratterizzazione di nanocristalli Dimensione distribuzione utilizzando Spettroscopia Raman con un Multi-particella Phonon confinamento Modello

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

Misura di Scattering non linearità da un nanoparticelle plasmoniche singolo

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

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the presence of carbon nanotubes. These nanowires are extreme in the sense that they are the limit of miniaturization of nanowires and their behavior is not always a simple extrapolation of the behavior of larger nanowires as their diameter decreases. The paper then describes the methods required to obtain Raman spectra from extreme nanowires and the fact that due to the van Hove singularities that 1D systems exhibit in their optical density of states, that determining the correct choice of photon excitation energy is critical. It describes the techniques required to determine the photon energy dependence of the resonances observed in Raman spectroscopy of 1D systems and in particular how to obtain measurements of Raman cross-sections with better than 8% noise and measure the variation in the resonance as a function of sample temperature. The paper describes the importance of ensuring that the Raman scattering is linearly proportional to the intensity of the laser excitation intensity. It also describes how to use the polarization dependence of the Raman scattering to separate Raman scattering of the encapsulated 1D systems from those of other extraneous components in any sample.

The paper describes a method for producing extreme nanowires by melt infiltration into carbon nanotubes and how 1D systems may be characterized and investigated using Resonance Raman Spectroscopy to determine vibrational and optical excitation energies.

Risonanza Spettroscopia Raman di estrema nanofili e altri sistemi 1D

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres can be thought as a store of energy with a huge variety of applications: compact laser sources, highly sensitive biochemical sensors and nonlinear phenomena. A protocol for the fabrication of both the microspheres and coupling system is given. The couplers described here are tapered fibers. Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS). A proof of the cavity-enhanced phenomenon is given by the lack of correlation among the pump, signal and idler: a resonant mode has to exist in order to obtain the pair of signal and idler. In the case of hyperparametric oscillations (four wave mixing and stimulated anti-stokes Raman scattering), the modes must fulfill the energy and momentum conservation and, last but not least, have a good spatial overlap.

Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS).

Stimolata Stokes e Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery modalità risonatori

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Metodologia basata sulla scansione della luce di scansione (SLPS) per valutare quantitativamente la diffusione della luce avanti e indietro dalle lenti intraoculari

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as aqueous solutions and biomaterials, with fast acquisition times. Here, we discuss the assembly and operation of a Brillouin spectrometer that uses stimulated Brillouin scattering (SBS) to measure stimulated Brillouin gain (SBG) spectra of water and lipid emulsion-based tissue-like samples in transmission mode with &lt;10 MHz spectral-resolution and &lt;35 MHz Brillouin-shift measurement precision at &lt;100 ms. The spectrometer consists of two nearly counter-propagating continuous-wave (CW) narrow-linewidth lasers at 780 nm whose frequency detuning is scanned through the material Brillouin shift. By using an ultra-narrowband hot rubidium-85 vapor notch filter and a phase-sensitive detector, the signal-to-noise-ratio of the SBG signal is significantly enhanced compared to that obtained with existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables measurement of SBG spectra with up to 100-fold faster acquisition times, thereby facilitating high spectral-resolution and high-precision Brillouin analysis of soft materials at high speed.

We describe the construction of a rapid continuous-wave-stimulated-Brillouin-scattering (CW-SBS) spectrometer. The spectrometer employs single-frequency diode-lasers and an atomic vapor notch-filter to acquire transmission spectra of turbid/non-turbid samples with high spectral-resolution at speeds up to 100-fold faster than those of existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables high-speed Brillouin material analysis.

Ad alta velocità continuo-fluttui stimolato Brillouin Scattering spettrometro per analisi materiali

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional states on-chip in a practical way have remained elusive due to the increasing complexity of the quantum circuitry needed to prepare and process such states. Here, we outline how high-dimensional, frequency-bin entangled, two-photon states can be generated at a stable, high generation rate by using a nested-cavity, actively mode-locked excitation of a nonlinear micro-cavity. This technique is used to produce pulsed quantum frequency combs. Moreover, we present how the quantum states can be coherently manipulated using standard telecommunications components such as programmable filters and electro-optic modulators. In particular, we show in detail how to accomplish state characterization measurements such as density matrix reconstruction, coincidence detection, and single photon spectrum determination. The presented methods form an accessible, reconfigurable, and scalable foundation for complex high-dimensional state preparation and manipulation protocols in the frequency domain.

A protocol is presented for the practical generation and coherent manipulation of high-dimensional frequency-bin entangled photon states using integrated micro-cavities and standard telecommunications components, respectively.

Generazione e controllo coerente di pettini di frequenza pulsata Quantum

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional ...

Scattering And Absorption of Light in Planetary Regoliths

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed microscopic particles. The theoretical and numerical methods constitute a framework of Radiative Transfer with Reciprocal Transactions (R2T2). The R2T2 framework entails Monte Carlo order-of-scattering tracing of interactions in the frequency space, assuming that the fundamental scatterers and absorbers are wavelength-scale volume elements composed of large numbers of randomly distributed particles. The discrete random media are fully packed with the volume elements. For spherical and nonspherical particles, the interactions within the volume elements are computed exactly using the Superposition T-Matrix Method (STMM) and the Volume Integral Equation Method (VIEM), respectively. For both particle types, the interactions between different volume elements are computed exactly using the STMM. As the tracing takes place within the discrete random media, incoherent electromagnetic fields are utilized, that is, the coherent field of the volume elements is removed from the interactions. The experimental methods are based on acoustic levitation of the samples for non-contact, non-destructive scattering measurements. The levitation entails full ultrasonic control of the sample position and orientation, that is, six degrees of freedom. The light source is a laser-driven white-light source with a monochromator and polarizer. The detector is a mini-photomultiplier tube on a rotating wheel, equipped with polarizers. The R2T2 is validated using measurements for a mm-scale spherical sample of densely-packed spherical silica particles. After validation, the methods are applied to interpret astronomical observations for asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (Figure 1) recently visited by the NASA Dawn mission and the ESA Rosetta mission, respectively.

Numerical and experimental methods are presented for multiple scattering of light in discrete random media of densely-packed particles. The methods are utilized to interpret the observations of asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Dispersione e assorbimento della luce nei regoliti planetari

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed ...