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

Este trabalho foi financiado pela NSF prêmio DBI 0852891. Parte deste trabalho também foi financiado pelo Centro de Biophotonics Ciência e Tecnologia, um designado NSF Centro de Ciência e Tecnologia gerido pela Universidade da Califórnia, Davis, no âmbito do Acordo de Cooperação n º PHY0120999.

1. Alguns cuidados devem ser tomados na preparação e colocação de uma amostra de Raman dentro deste sistema. <ol><li> Porque o sistema normalmente faz uso de muito alta abertura numérica com objetivos muito curta distâncias de trabalho, as amostras são colocadas em uma lamela. Amostras biológicas são normalmente colocados em uma lamela espessura No. 1 montado em uma câmara de célula Attofluor (Invitrogen, Carlsbad, CA). </li><li> Amostras líquidas, em particular os tóxicos para os seres humanos, são colo...

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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>

O campo da espectroscopia Raman biomédica tem visto um crescente interesse nos últimos anos diversas como resultado de seu potencial demonstrado para a resolução de vários desafios difíceis no diagnóstico biológico. Por exemplo, espectros Raman tem sido demonstrado que têm valor de diagnóstico do câncer de detecção de 3, 4, 5, 6. A espectroscopia Raman também tem sido utilizado na quantificação bacteriana 7, 8 e resposta à droga bacteriana 9. Ele também encontrou aplica...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome </th><th> Companhia </th><th> Número de catálogo </th><th> Comentários </th></tr><tr><td> Lentes </td><td> ThorLabs </td><td> Vários </td><td> Todas as lentes revestidas a ter perdas de transmissão máxima de 1% cada </td></tr><tr><td> Sintonizável Ti: Sapph a laser </td><td> Coerente </td><td> Camaleão </td><td> 30 nJ, 200 fs, 80 MHz </td></tr><tr><td> Objetiva de imersão 40X de petróleo </td><td> Olimpo </td><td> UApo/340 </td><td> NA = 1,35 </td></tr><tr><td> Microscópio invertido </td><td> Olimpo </td><td> IX-71 </td><td> Modificado para remover todas as lentes na porta lateral </td></tr><tr><td> Metade placa de onda </td><td> Thorlabs </td><td> AHWP05M-600 </td><td></td></tr><tr><td> Glan-Thompson polarizador </td><td> Thorlabs </td><td> GTH10M </td><td> ~ Perda de transmissão de 10% </td></tr><tr><td> Espectrômetro </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> versão 2008a </td></tr><tr><td> Faraday isolador </td><td> EOT </td><td> BB8-5I </td><td></td></tr><tr><td> Piezo-elétrico espelho </td><td> Newport </td><td> AG-M100 </td><td></td></tr><tr><td> BBO cristal </td><td> CASIX </td><td> personalizado </td><td> 1 mm de espessura </td></tr><tr><td> Bandpass filtro 1 </td><td> Andover </td><td> 008FC14 </td><td> 808 ± 0,4 nm </td></tr><tr><td> Dichroic espelho </td><td> Semrock </td><td> FF662-FDI01 </td><td> limite da faixa de 662 nm </td></tr><tr><td> Filtro passa-tempo </td><td> Semrock </td><td> BLP01-405R </td><td> limite da faixa de 417 nm </td></tr><tr><td> Bandpass 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> Pureza de 99% </td></tr><tr><td> Cumarina 30 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 546127 </td><td> Pureza de 99% </td></tr><tr><td> Óleo de imersão </td><td> Cargille </td><td> 16242 </td><td> Tipo de DF </td></tr></tbody></table>

rejection of fluorescence background in resonance and spontaneous raman microspectroscopy

A espectroscopia Raman é frequentemente assolada por um fundo fluorescente muito forte, particularmente para amostras biológicas. Se uma amostra é animado com um trem de pulsos ultra-rápidos, um sistema que pode temporalmente separadas espectralmente sobrepostas sinais em uma escala de tempo de picosegundos pode isolar rapidamente chegar luz dispersa Raman de tarde-de chegar a luz de fluorescência. Aqui nós discutimos a construção e operação de um sistema não-linear complexa óptico que utiliza todos os óptica de comutação em forma de um baixo consumo de energia óptico Kerr portão para isolar sinais Raman e de fluorescência. Um único laser de 808 nm com 2,4 W de potência média e taxa de repetição 80 MHz é dividida, com aproximadamente 200 mW de 808 nm de luz que está sendo convertido para &lt;5 mW de 404 nm de luz enviado para a amostra para excitar espalhamento Raman. Os restantes luz nm unconverted 808 é então enviada para um meio não-linear, onde ele atua como a bomba para o obturador totalmente óptica. O obturador abre e fecha em 800 fs com um pico de eficiência de aproximadamente 5%. Usando este sistema, somos capazes de separar com sucesso sinais Raman e fluorescência em uma taxa de repetição de 80 MHz a partir de energias de pulso e poderes média que permanecem biologicamente seguro. Porque o sistema não tem capacidade ociosa em termos de potência óptica, detalhamos várias considerações de design e de alinhamento que ajuda a maximizar o rendimento do sistema. Discutimos, também, o nosso protocolo para a obtenção da sobreposição espacial e temporal do sinal e vigas bomba dentro do meio Kerr, bem como um protocolo detalhado para aquisição espectral. Por fim, relatamos um representante alguns resultados de espectros Raman obtidos na presença de fluorescência forte usando o nosso sistema de tempo de selecção.

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Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy

Discutimos a construção e operação de um sistema não-linear complexa óptico que utiliza comutação totalmente óptica ultra-rápida para isolar Raman a partir de sinais de fluorescência. Usando este sistema, somos capazes de separar com sucesso sinais Raman e fluorescência utilizando energias de pulso e poderes média que permanecem biologicamente seguro.

Rejeição de fundo de fluorescência em Ressonância e microspectroscopy Raman espontâneo

Raman spectroscopy is often plagued by a strong fluorescent background, particularly for biological samples. If a sample is excited with a train of ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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Diffusion is often an important rate-determining step in chemical reactions or biological processes and plays a role in a wide range of intracellular ...

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Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

Sem contato, Monitoramento Label livre de células e matriz extracelular utilizando Espectroscopia Raman

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

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In vivo Imaging of Biological Tissues with Combined Two-Photon Fluorescence and Stimulated Raman Scattering Microscopy

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In vivo Imagem de tecidos biológicos com fluorescência combinada de dois fótons e microscopia de dispersão de Raman estimulada

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