Name: rejection of fluorescence background in resonance and spontaneous raman microspectroscopy
Uploaded: 2011-05-18T12:00:00
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Ce travail a été financé par la NSF prix DBI 0852891. Une partie de ce travail a également été financée par le Centre pour la science et la technologie biophotonique, un désigné NSF Science et Technology Center géré par l&#39;Université de Californie, Davis, sous l&#39;accord de coopération n ° PHY0120999.

1. Certaines précautions doivent être prises dans la préparation et à placer un échantillon Raman dans ce système. <ol><li> Parce que le système permet généralement l&#39;utilisation d&#39;objectifs très élevés ouverture numérique avec de très courtes distances de travail, les échantillons sont placés sur une lamelle. Les échantillons biologiques sont généralement placés sur une lamelle d&#39;épaisseur n ° 1 monté dans une chambre de la cellule Attofluor (Invitrogen, Carlsbad, CA). </li><li> Les...

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	<li>Savitzky, A., Golay, M. J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smoothing+and+differentiation+of+data+by+simplified+least+squares+procedures.">Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures.</a> Analytical Chemistry. 36, 1627-1639 (1964).</li><li>Lieber, C. A., Mahadevan-Jansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+method+for+subtraction+of+fluorescence+from+biological+Raman+spectra.">Automated method for subtraction of fluorescence from biological Raman spectra.</a> Applied Spectroscopy. 57, 1363-1367 (2003).</li><li>Gniadecka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melanoma+diagnosis+by+Raman+spectroscopy+and+neural+networks:+Structure+alterations+in+proteins+and+lipids+in+intact+cancer+tissue.">Melanoma diagnosis by Raman spectroscopy and neural networks: Structure alterations in proteins and lipids in intact cancer tissue.</a> Journal of Investiga-tive Dermatology. 122, 443-449 (2004).</li><li>Lieber, C. A., Majumder, S. K., Billheimer, D., Ellis, D. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopic+signatures+of+the+metabolic+states+of+escherichia+coli+cells+and+their+dependence+on+antibiotics+treatment.">Raman spectroscopic signatures of the metabolic states of escherichia coli cells and their dependence on antibiotics treatment.</a> Biophysical Journal. 98, 742a-742a (2010).</li><li>Dehring, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+chemical+changes+in+subchondral+bone+taken+from+murine+knee+joints+using+Raman+spectroscopy.">Identifying chemical changes in subchondral bone taken from murine knee joints using Raman spectroscopy.</a> Applied Spectroscopy. 60, 1134-1141 (2006).</li><li>Berger, A. J., Koo, T. W., Itzkan, I., Horowitz, G., Feld, M. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+automated+background+subtraction+from+Raman+spectra+containing+known+contaminants.">Method for automated background subtraction from Raman spectra containing known contaminants.</a> The Analyst. 134, 1198-1202 (2009).</li><li>De Luca, A. C., Mazilu, M., Riches, A., Herrington, C. S., Dholakia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Online+fluorescence+suppression+in+modulated+Raman+spectroscopy.">Online fluorescence suppression in modulated Raman spectroscopy.</a> Analytical Chemistry. 82, 738-745 (2010).</li><li>Evans, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+imaging+of+tissue+in+vivo+with+video-rate+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy.">Chemical imaging of tissue in vivo with video-rate coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 16807-16812 (2005).</li><li>Jones, W. 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J., Wachsmann-Hogiu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+time-gated+system+for+Raman+spectroscopy+of+biological+samples.">Development of a time-gated system for Raman spectroscopy of biological samples.</a> Optics Express. 18, 20049-20058 (2010).</li></ol>

Le domaine de la spectroscopie Raman biomédicale a constaté un intérêt croissant au cours des dernières années en raison de son potentiel démontré pour résoudre plusieurs défis difficiles dans le diagnostic biologique. Par exemple, les spectres Raman ont été montré pour avoir une valeur diagnostique dans le cancer de détection 3, 4, 5, 6. La spectroscopie Raman a également été utilisée dans la quantification bactérienne 7, 8 et 9 réponse aux médicaments bactérienne....

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom </th><th> Société </th><th> Nombre de catalogue </th><th> Commentaires </th></tr><tr><td> Lentilles </td><td> Thorlabs </td><td> Divers </td><td> Tous les verres traités à avoir des pertes de transmission maximale de 1% chaque </td></tr><tr><td> Accordable Ti: Sapph au laser </td><td> Cohérente </td><td> Caméléon </td><td> 30 nJ, 200 fs, 80 MHz </td></tr><tr><td> 40X objectif à immersion </td><td> Olympus </td><td> UApo/340 </td><td> NA = 1,35 </td></tr><tr><td> Microscope inversé </td><td> Olympus </td><td> IX-71 </td><td> Mise à jour pour enlever toutes les lentilles dans le port côté </td></tr><tr><td> La moitié lame d&#39;onde </td><td> Thorlabs </td><td> AHWP05M-600 </td><td></td></tr><tr><td> Polariseur Glan-Thompson </td><td> Thorlabs </td><td> GTH10M </td><td> ~ Perte de transmission de 10% </td></tr><tr><td> Spectromètre </td><td> PI Acton </td><td> SP2300i </td><td></td></tr><tr><td> CCD </td><td> PI Acton </td><td> Pixis 100B </td><td></td></tr><tr><td> Logiciels mathmatical </td><td> The MathWorks </td><td> MATLAB </td><td> Version 2008a </td></tr><tr><td> Faraday isolateur </td><td> EOT </td><td> BB8-5I </td><td></td></tr><tr><td> Piézo-électrique miroir </td><td> Newport </td><td> AG-M100 </td><td></td></tr><tr><td> BBO de cristal </td><td> CASIX </td><td> personnalisée </td><td> 1 mm d&#39;épaisseur </td></tr><tr><td> Filtre passe-bande 1 </td><td> Andover </td><td> 008FC14 </td><td> 808 ± 0,4 nm </td></tr><tr><td> Miroir dichroïque </td><td> Semrock </td><td> FF662-FDI01 </td><td> bord de bande à 662 nm </td></tr><tr><td> Longue filtre passe- </td><td> Semrock </td><td> BLP01-405R </td><td> bord de bande à 417 nm </td></tr><tr><td> Filtre passe-bande 2 </td><td> Semrock </td><td> FF02-447/60 </td><td> 417-447 nm </td></tr><tr><td> CS 2 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 335266 </td><td> 99% de pureté </td></tr><tr><td> Coumarine 30 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 546127 </td><td> 99% de pureté </td></tr><tr><td> Huile à immersion </td><td> Cargille </td><td> 16242 </td><td> Type de DF </td></tr></tbody></table>

rejection of fluorescence background in resonance and spontaneous raman microspectroscopy

Spectroscopie Raman est souvent en proie à un fond fluorescent intense, surtout pour les échantillons biologiques. Si un échantillon est excité par un train d&#39;impulsions ultra-rapides, un système qui peut séparer temporairement spectralement chevauchement des signaux sur une échelle de temps picoseconde permet d&#39;isoler rapidement arriver Raman de la lumière diffusée à partir de fin-lumière de fluorescence qui arrivent. Ici, nous discutons de la construction et l&#39;exploitation d&#39;un système optique complexe non linéaire qui utilise tout-optiques de commutation sous la forme d&#39;un portail de faible puissance Kerr optique d&#39;isoler les signaux Raman et de fluorescence. Une seule 808 nm laser avec 2,4 W de puissance moyenne et de 80 MHz taux de répétition est divisée, avec environ 200 mW de lumière 808 nm étant converti en &lt;5 mW de 404 nm de lumière envoyée sur l&#39;échantillon pour exciter la diffusion Raman. Le reste de lumière inconvertis 808 nm est ensuite envoyé à un milieu non linéaire où il agit comme la pompe pour l&#39;obturateur tout-optique. L&#39;obturateur s&#39;ouvre et se ferme en 800 fs avec une efficacité maximale d&#39;environ 5%. Grâce à ce système, nous sommes en mesure de séparer les signaux succès Raman et de fluorescence à un taux de répétition de 80 MHz en utilisant des énergies d&#39;impulsion et de puissances moyennes qui restent biologiquement sûrs. Parce que le système n&#39;a pas de capacité de réserve en termes de puissance optique, nous détaillons quelques considérations de conception et de l&#39;alignement que l&#39;aide à maximiser le débit du système. Nous discutons également de notre protocole pour l&#39;obtention du chevauchement spatial et temporel du signal et des poutres de pompe dans le milieu Kerr, ainsi que d&#39;un protocole détaillé pour l&#39;acquisition spectrale. Enfin, nous rapportons un des résultats représentatifs de quelques spectres Raman, obtenu en présence d&#39;une forte fluorescence à l&#39;aide de notre temps de déclenchement du système.

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Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy

Nous discutons de la construction et l&#39;exploitation d&#39;un système optique complexe non linéaire qui utilise ultrarapide tout-optiques de commutation pour isoler Raman de signaux de fluorescence. Grâce à ce système, nous sommes en mesure de séparer les signaux succès Raman et de fluorescence en utilisant des énergies d&#39;impulsion et de puissances moyennes qui restent biologiquement sûrs.

Rejet de fond de fluorescence de résonance et spontanée microspectroscopie Raman

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