Name: rejection of fluorescence background in resonance and spontaneous raman microspectroscopy
Uploaded: 2011-05-18T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy at JoVE.com

Questo lavoro è stato finanziato dalla NSF premio DBI 0852891. Parte di questo lavoro è stato anche finanziato dal Centro per Biofotonica Scienza e della Tecnologia, un designato NSF Science and Technology Center gestito dalla University of California, Davis, ai sensi del Contratto Cooperative n. PHY0120999.

1. Alcuni bisogna fare attenzione nella preparazione e l&#39;immissione di un campione Raman all&#39;interno di questo sistema. <ol><li> Poiché il sistema fa uso di solito molto alti obiettivi apertura numerica con distanze di lavoro molto brevi, i campioni sono posti su un vetrino. I campioni biologici sono generalmente posto su un vetrino n ° 1 spessore montato in una camera cellula Attofluor (Invitrogen, Carlsbad, CA). </li><li> Campioni liquidi, in particolare quelli tossici per l&#39;uomo, vengono inseriti in u...

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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>

Il campo della ricerca biomedica spettroscopia Raman ha visto un crescente interesse negli ultimi anni come risultato del suo potenziale dimostrata per risolvere diverse sfide difficili nella diagnostica biologica. Per esempio, spettri Raman hanno dimostrato di avere valore diagnostico nel cancro della rilevazione 3, 4, 5, 6. Spettroscopia Raman è stata utilizzata anche nella quantificazione batterica 7, 8 e risposta ai farmaci dei batteri 9. Inoltre ha trovato applicazione in una vasta...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome </th><th> Azienda </th><th> Numero di catalogo </th><th> Commenti </th></tr><tr><td> Lenti </td><td> Thorlabs </td><td> Vari </td><td> Tutte le lenti rivestiti di avere perdite di trasmissione massima di 1% ciascuno </td></tr><tr><td> Ti sintonizzabile: Sapph laser </td><td> Coerente </td><td> Camaleonte </td><td> NJ 30, 200 fs, 80 MHz </td></tr><tr><td> 40X olio obiettivo ad immersione </td><td> Olimpo </td><td> UApo/340 </td><td> NA = 1,35 </td></tr><tr><td> Microscopio invertito </td><td> Olimpo </td><td> IX-71 </td><td> Modificato per rimuovere tutti gli obiettivi a babordo </td></tr><tr><td> Mezza onda piastra </td><td> Thorlabs </td><td> AHWP05M-600 </td><td></td></tr><tr><td> Glan-Thompson polarizzatore </td><td> Thorlabs </td><td> GTH10M </td><td> ~ Perdita di trasmissione del 10% </td></tr><tr><td> Spettrometro </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> Software Mathmatical </td><td> The MathWorks </td><td> MATLAB </td><td> versione 2008a </td></tr><tr><td> Faraday isolatore </td><td> EOT </td><td> BB8-5I </td><td></td></tr><tr><td> Piezoelettrico specchio </td><td> Newport </td><td> AG-M100 </td><td></td></tr><tr><td> BBO cristallo </td><td> CASIX </td><td> costume </td><td> 1 millimetro di spessore </td></tr><tr><td> Passabanda filtro 1 </td><td> Andover </td><td> 008FC14 </td><td> 808 ± 0,4 nm </td></tr><tr><td> Specchio dicroico </td><td> Semrock </td><td> FF662-FDI01 </td><td> limite di banda a 662 nm </td></tr><tr><td> Lungo filtro passa- </td><td> Semrock </td><td> BLP01-405R </td><td> limite di banda a 417 nm </td></tr><tr><td> Passabanda filtro 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% di purezza </td></tr><tr><td> Cumarina 30 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 546127 </td><td> 99% di purezza </td></tr><tr><td> Olio di immersione </td><td> Cargille </td><td> 16242 </td><td> Tipo di DF </td></tr></tbody></table>

rejection of fluorescence background in resonance and spontaneous raman microspectroscopy

Spettroscopia Raman è spesso afflitto da un forte background fluorescente, in particolare per i campioni biologici. Se un campione viene eccitato con un treno di impulsi ultraveloci, un sistema che può separare spettralmente temporalmente sovrapposti segnali su una scala temporale picosecondo possibile isolare tempestivamente arriva Raman luce diffusa dal tardo arrivo luce di fluorescenza. Qui si discute la costruzione e gestione di un complesso sistema ottico non lineare che utilizza tutte le ottiche di commutazione nella forma di una bassa potenza ottica Kerr porta per isolare i segnali Raman e di fluorescenza. Un singolo laser 808 nm con 2,4 W di potenza media e 80 MHz, frequenza di ripetizione è diviso, con circa 200 mW di luce 808 nm di essere convertito in &lt;5 mW luce di 404 nm inviato il campione di eccitare scattering Raman. I restanti non convertito luce 808 nm viene poi inviato ad un mezzo non lineare, dove funge da pompa per il tutto-ottica dell&#39;otturatore. L&#39;otturatore si apre e si chiude in 800 fs con un&#39;efficienza di picco di circa il 5%. Utilizzando questo sistema siamo in grado di separare con successo segnali Raman e di fluorescenza ad un tasso di ripetizione 80 MHz utilizzando energie del polso e medie potenze che rimangono biologicamente sicuri. Poiché il sistema non ha alcuna capacità di ricambio in termini di potenza ottica, abbiamo dettaglio diverse considerazioni di progettazione e di allineamento che aiutano nella massimizzare il throughput del sistema. Discutiamo anche nostro protocollo per ottenere la sovrapposizione spaziale e temporale del segnale e travi pompa all&#39;interno del mezzo Kerr, nonché un protocollo dettagliato per l&#39;acquisizione dello spettro. Infine, si segnala un paio di risultati rappresentativi degli spettri Raman ottenuti in presenza di una forte fluorescenza utilizzando il nostro tempo-gating sistema.

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Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy

Discutiamo la costruzione e gestione di un complesso sistema ottico non lineare che utilizza ultraveloci tutto-ottici di commutazione per isolare Raman da segnali di fluorescenza. Utilizzando questo sistema siamo in grado di separare con successo segnali Raman e di fluorescenza utilizzando le energie del polso e medie potenze che rimangono biologicamente sicuri.

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