Name: hyperspectral imaging as a tool to study optical anisotropy in lanthanide-based molecular single crystals
Uploaded: 2020-04-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals at JoVE.com

يشكر المؤلفون السيد ديلان إررولات والبروفيسور مورالي موروغيسو من قسم الكيمياء والعلوم الجزيئية الحيوية في جامعة أوتاوا على توفير [TBEu (bpm) (tfaa)6] بلورات واحدة. E.M.R، N.R. و E.H. نقدر بامتنان الدعم المالي المقدم من جامعة أوتاوا، والمؤسسة الكندية للابتكار (CFI)، ومجلس العلوم الطبيعية والبحوث الهندسية كندا (NSERC).

تنبيه: من المستحسن استخدام نظارات السلامة المحددة لطول موجة الإثارة المستخدمة في جميع الأوقات عند تشغيل الصور.
1. تكوين المجهر الطيفي
ملاحظة: يتم إعطاء نظرة عامة على نظام التصوير الطيفي الفائق في الشكل 2أ، مع وصف المكونات الرئيسية للصور. يمكن ا?...

<ol>
	<li>ElMasry, G., Sun, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+Hyperspectral+Imaging+Technology.">Principles of Hyperspectral Imaging Technology.</a> Hyperspectral Imaging for Food Quality Analysis and Control. , 3-43 (2010).</li><li>Dong, X., Jakobi, M., Wang, S., K&#246;hler, M. H., Zhang, X., Koch, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+hyperspectral+imaging+for+nanoscale+materials+research.">A review of hyperspectral imaging for nanoscale materials research.</a> Applied Spectroscopy Reviews. 54 (4), 285-305 (2019).</li><li>Yakovliev, A., 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=Hyperspectral+Multiplexed+Biological+Imaging+of+Nanoprobes+Emitting+in+the+Short-Wave+Infrared+Region.">Hyperspectral Multiplexed Biological Imaging of Nanoprobes Emitting in the Short-Wave Infrared Region.</a> Nanoscale Research Letters. 14 (243), 1-11 (2019).</li><li>Cheng, W., Sun, D. W., Pu, H., Wei, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterospectral+two-dimensional+correlation+analysis+with+near-infrared+hyperspectral+imaging+for+monitoring+oxidative+damage+of+pork+myofibrils+during+frozen+storage.">Heterospectral two-dimensional correlation analysis with near-infrared hyperspectral imaging for monitoring oxidative damage of pork myofibrils during frozen storage.</a> Food Chemistry. 248, 119-127 (2018).</li><li>Liu, Y., Liu, L., He, Y., Zhu, L., Ma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decoding+of+quantum+dots+encoded+microbeads+using+a+hyperspectral+fluorescence+imaging+method.">Decoding of quantum dots encoded microbeads using a hyperspectral fluorescence imaging method.</a> Analytical Chemistry. 87 (10), 5286-5293 (2015).</li><li>Leavesley, S. 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=Colorectal+cancer+detection+by+hyperspectral+imaging+using+fluorescence+excitation+scanning.">Colorectal cancer detection by hyperspectral imaging using fluorescence excitation scanning.</a> Optical Biopsy XVI: Toward Real-Time Spectroscopic Imaging and Diagnosis. 10489, (2018).</li><li>Zhang, H., Salo, D., Kim, D. M., Komarov, S., Tai, Y. -. C., Berezin, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Penetration+depth+of+photons+in+biological+tissues+from+hyperspectral+imaging+in+shortwave+infrared+in+transmission+and+reflection+geometries.">Penetration depth of photons in biological tissues from hyperspectral imaging in shortwave infrared in transmission and reflection geometries.</a> Journal of Biomedical Optics. 21 (12), 126006 (2016).</li><li>Naccache, R., 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=Terahertz+Thermometry:+Combining+Hyperspectral+Imaging+and+Temperature+Mapping+at+Terahertz+Frequencies.">Terahertz Thermometry: Combining Hyperspectral Imaging and Temperature Mapping at Terahertz Frequencies.</a> Laser and Photonics Reviews. 11 (5), 1-9 (2017).</li><li>Jacques, S. D. M., Egan, C. K., Wilson, M. D., Veale, M. C., Seller, P., Cernik, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+laboratory+system+for+element+specific+hyperspectral+X-ray+imaging.">A laboratory system for element specific hyperspectral X-ray imaging.</a> Analyst. 138 (3), 755-759 (2013).</li><li>Birmingham, B., 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=Probing+the+Effect+of+Chemical+Dopant+Phase+on+Photoluminescence+of+Monolayer+MoS2+Using+in+Situ+Raman+Microspectroscopy.">Probing the Effect of Chemical Dopant Phase on Photoluminescence of Monolayer MoS2 Using in Situ Raman Microspectroscopy.</a> Journal of Physical Chemistry C. 123 (25), 15738-15743 (2019).</li><li>Marin, R., 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=Harnessing+the+Synergy+between+Upconverting+Nanoparticles+and+Lanthanide+Complexes+in+a+Multiwavelength-Responsive+Hybrid+System.">Harnessing the Synergy between Upconverting Nanoparticles and Lanthanide Complexes in a Multiwavelength-Responsive Hybrid System.</a> ACS Photonics. 6 (2), 436-445 (2019).</li><li>Gonell, F., 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=Aggregation-induced+heterogeneities+in+the+emission+of+upconverting+nanoparticles+at+the+submicron+scale+unfolded+by+hyperspectral+microscopy.">Aggregation-induced heterogeneities in the emission of upconverting nanoparticles at the submicron scale unfolded by hyperspectral microscopy.</a> Nanoscale Advances. 1, 2537-2545 (2019).</li><li>Errulat, D., Gabidullin, B., Murugesu, M., Hemmer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+Optical+Anisotropy+and+Polymorph-Dependent+Photoluminescence+in+[Ln2]+Complexes+by+Hyperspectral+Imaging+on+Single+Crystals.">Probing Optical Anisotropy and Polymorph-Dependent Photoluminescence in [Ln2] Complexes by Hyperspectral Imaging on Single Crystals.</a> Chemistry - A European Journal. 24 (40), 10146-10155 (2018).</li><li>Panov, N., Marin, R., Hemmer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-Assisted+Solvothermal+Synthesis+of+Upconverting+and+Downshifting+Rare-Earth-Doped+LiYF4+Microparticles.">Microwave-Assisted Solvothermal Synthesis of Upconverting and Downshifting Rare-Earth-Doped LiYF4 Microparticles.</a> Inorganic Chemistry. 57 (23), 14920-14929 (2018).</li><li>Debasu, M. L., Brites, C. D. S., Balabhadra, S., Oliveira, H., Rocha, J., Carlos, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoplatforms+for+Plasmon-Induced+Heating+and+Thermometry.">Nanoplatforms for Plasmon-Induced Heating and Thermometry.</a> ChemNanoMat. 2 (6), 520-527 (2016).</li><li>Nadort, A., 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=Quantitative+Imaging+of+Single+Upconversion+Nanoparticles+in+Biological+Tissue.">Quantitative Imaging of Single Upconversion Nanoparticles in Biological Tissue.</a> PLoS ONE. 8 (5), 1-13 (2013).</li><li>Sava Gallis, D. F., 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=Tunable+Metal-Organic+Framework+Materials+Platform+for+Bioimaging+Applications.">Tunable Metal-Organic Framework Materials Platform for Bioimaging Applications.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9 (27), 22268-22277 (2017).</li><li>Varghese, S., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+molecular+packing+in+determining+solid-state+optical+properties+of+&#960;-conjugated+materials.">Role of molecular packing in determining solid-state optical properties of &#960;-conjugated materials.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 2 (8), 863-873 (2011).</li><li>Yan, D., Evans, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+crystalline+materials+with+tunable+luminescent+properties:+From+polymorphs+to+multi-component+solids.">Molecular crystalline materials with tunable luminescent properties: From polymorphs to multi-component solids.</a> Materials Horizons. 1 (1), 46-57 (2014).</li><li>Mu, S., Oniwa, K., Jin, T., Asao, N., Yamashita, M., Takaishi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+highly+emissive+distyrylthieno[3,2-b]thiophene+based+red+luminescent+organic+single+crystal:+Aggregation+induced+emission,+optical+waveguide+edge+emission,+and+balanced+ambipolar+carrier+transport.">A highly emissive distyrylthieno[3,2-b]thiophene based red luminescent organic single crystal: Aggregation induced emission, optical waveguide edge emission, and balanced ambipolar carrier transport.</a> Organic Electronics: Physics, Materials, Applications. 34, 23-27 (2016).</li><li>Binnemans, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpretation+of+europium(III)+spectra.">Interpretation of europium(III) spectra.</a> Coordination Chemistry Reviews. 295, 1-45 (2015).</li><li>Koyama, H., Fauchet, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+polarization+memory+in+thermally+oxidized+porous+silicon.">Anisotropic polarization memory in thermally oxidized porous silicon.</a> Applied Physics Letters. 77 (15), 2316-2318 (2000).</li><li>Kushida, T., Takushi, E., Oka, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Memories+of+photon+energy,+polarization+and+phase+in+luminescence+of+rare+earth+ions+under+resonant+light+excitation.">Memories of photon energy, polarization and phase in luminescence of rare earth ions under resonant light excitation.</a> Journal of Luminescence. 12-13, 723-727 (1976).</li><li>Onuma, T., 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=Spectroscopic+ellipsometry+studies+on+&#946;-Ga2O3+films+and+single+crystal.">Spectroscopic ellipsometry studies on &#946;-Ga2O3 films and single crystal.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 55 (12), (2016).</li><li>Favreau, P. F., 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=Excitation-scanning+hyperspectral+imaging+microscope.">Excitation-scanning hyperspectral imaging microscope.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (4), 046010 (2014).</li></ol>

ويوفر بروتوكول التصوير الطيفي الفائق هنا الذي تم وصفه نهجاً مباشراً يسمح بالحصول على معلومات الطيفية في مواقع دقيقة من العينة. وباستخدام الإعداد الموصوف، يمكن أن يصل الاستبانة المكانية(x وy mapping) إلى 0.5 ميكرومتر بينما يمكن أن يكون الاستبانة الطيفية 0.2 نانومتر لرسم الخرائط في النط?...

التصوير الطيفي الفائق (HSI) هو تقنية تولد خريطة مكانية حيث يحتوي كل إحداثي x-y على معلومات طيفية يمكن أن تستند إلى أي نوع من1التحليل الطيفي، وهي الإضاءة الضوئية والامتصاص والنسخ الطيفية 1،2،3. ونتيجة لذلك، يتم الحصول على مجموعة ثلاثية الأبعاد من البيانات (تسمى أيضاً "المكعب الطيفي") ، حيث تكون إحداثيات x-y هي المحاور المكانية وإحداث z هو المعلومات الطيفية من العينة التي تم تحليلها. ولذلك، فإن المكعب الطيفي يحتوي على معلومات مكانية وطيفية على حد سواء، مما يوفر فحصاً مطيافياً أكثر تفصيلاً للعينة من التحليل الطيفي التقليدي. في حين أن HSI معروف منذ سنوات في مجال الاستشعار عن بعد (على سبيل المثال، الجيولوجيا ، الصناعات الغذائية4)، فقد ظهرت مؤخرًا كتقنية مبتكرة لتوصيف المواد النانوية2أو5 أو المسابير للتطبيقات الطبية الحيوية3،6،7،8. وبصفة عامة، فإنه لا يقتصر على مجال الأشعة فوق البنفسجية/المرئي/القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIR) ، ولكن يمكن تمديده أيضًا باستخدام مصادر إشعاعية أخرى ، مثل الأشعة السينية - على سبيل المثال من أجل توصيف التوزيع الأولي في مواد مختلفة9 - أو إشعاع تيراهيرتز ، حيث تم استخدام HSI لإجراء الاستشعار الحراري في الأنسجة البيولوجية8. وعلاوة على ذلك، تم الجمع بين رسم خرائط photoluminescence مع رسم خرائط رامان للتحقيق في الخصائص البصرية لوزارة الزراعة أحادية الطبقات210. ومع ذلك ، من بين التطبيقات المبلغ عنها من HSI البصرية ، لا يزال هناك سوى أمثلة قليلة على HSI من المواد القائمة على اللانثانيد11،12،13،14،15،16،17.13 على سبيل المثال ، يمكننا أن نذكر: الكشف عن السرطان في الأنسجة6، وتحليل عمق اختراق الضوء في الأنسجة البيولوجية7، والتصوير البيولوجي متعدد الأكسات3، وتحليل نقل الطاقة متعددة المكونات في الأنظمة الهجينة11، والتحقيق في التغيرات الناجمة عن التجميع في الخصائص الطيفية للجسيمات النانوية المحولة12. ومن الواضح أن جاذبية الهيئة تنشأ من ملاءمتها لتوليد المعرفة بشأن الإضاءة الخاصة بالبيئة، وتوفير معلومات مكانية وطيفية متزامنة عن المسبار.
الاستفادة من هذه التقنية القوية ونحن هنا وصف بروتوكول للتحقيق في anisotropy البصرية من السل النووي heterodi3+- Eu3 + الكريستال واحد [TbEu (bpm) (tfaa)6](الشكل 1a)13. لوحظ أنيستروبي البصرية الناتجة عن التعبئة الجزيئية المختلفة من الأيونات Ln3 + في الاتجاهات البلورية المختلفة(الشكل 1b)،مما أدى إلى بعض الوجوه البلورية تظهر أكثر إشراقا، والبعض الآخر يظهر photoluminescence باهتة. وأشير إلى أن زيادة كثافة التألواء في وجوه محددة من الكريستال كانت مرتبطة بنقل الطاقة أكثر كفاءة على طول تلك الاتجاهات البلورية حيث Ln3 +··· كانت مسافات3+ أيون أقصر13.
بدافع من هذه النتائج، نقترح إنشاء منهجية مفصلة لتحليل الأنيزوتروبيا البصرية من خلال HSI، وفتح الطريق لفهم أفضل لعمليات نقل الطاقة أيون أيون والخصائص الإنارة tunable النابعة من ترتيب جزيئي محدد18،19. وقد تم الاعتراف بهذه العلاقات بين الهيكل والخصائص كجوانب مهمة لتصميم المواد البصرية المبتكرة بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، أنظمة الموجات وأجهزة التخزين المغناطيسية البصرية على النانو والميكروscale - معالجة الطلب على أنظمة بصرية أكثر كفاءة وتصغيرًا20.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:667px;" width="666">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope glass slides</td>
			<td style="width:123px;">FisherBrand</td>
			<td style="width:161px;">12-550-15</td>
			<td style="width:167px;">Glass slides used for sample preparation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Visible and Near Infrared Hyperspectral Confocal Imager</td>
			<td style="width:123px;">PhotonETC</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Microscope used for the analysis, builted according to the user needs, therefore it is no catalog number</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hyperspectral imaging as a tool to study optical anisotropy in lanthanide-based molecular single crystals

في هذا العمل، نصف بروتوكول لتطبيق جديد للتصوير الطيفي (HSI) في تحليل lanthanide الإنارة (Ln3 +) القائمة على بلورات واحدة الجزيئية. كمثال تمثيلي، اخترنا بلورة واحدة من مجمع الهتريوديالنووي Ln القائم [tbEu (bpm) (tfaa)6] (bpm = 2،2'-bipyrimidine، tfaa- = 1،1،1-trifluoroacetylacetonatenatenatenate) التي تظهر انبعاثات مرئية مشرقة تحت الإثارة فوق البنفسجية. HSI هو تقنية ناشئة تجمع بين التصوير المكاني ثنائي الأبعاد لبنية الإنارة مع المعلومات الطيفية من كل بكسل من الصورة التي تم الحصول عليها. وعلى وجه التحديد، قدمت الـ HSI على بلورات مفردة من مجمع [السل الأوروبي] معلومات طيفية محلية تكشف عن تباين لكثافة التألومين في نقاط مختلفة على طول البلورات المدروسة. وتعزى هذه التغييرات إلى الأنيزوتروبيا البصرية الموجودة في الكريستال، والتي تنتج عن التعبئة الجزيئية المختلفة من الأيونات Ln3+ في كل واحد من اتجاهات الهيكل البلوري. وHSI المذكورة هنا هو مثال على مدى ملاءمة هذه التقنية للتحقيقات الطيفية المكانية للمواد الجزيئية. ومع ذلك ، الأهم من ذلك ، يمكن تمديد هذا البروتوكول بسهولة لأنواع أخرى من المواد الإنارة (مثل البلورات الجزيئية بحجم ميكرون ، الجسيمات الدقيقة غير العضوية ، الجسيمات النانوية في الأنسجة البيولوجية ، أو الخلايا الموسومة ، من بين أمور أخرى) ، مما يفتح العديد من الاحتمالات لإجراء تحقيق أعمق في العلاقات بين البنية والممتلكات. وفي نهاية المطاف، ستوفر هذه التحقيقات المعرفة التي ينبغي الاستفادة منها في هندسة المواد المتقدمة لمجموعة واسعة من التطبيقات من التصوير البيولوجي إلى التطبيقات التكنولوجية، مثل أدلة الموجات أو الأجهزة الإلكترونية البصرية.

لتوضيح تكوين المجهر الطيفي الفائق للحصول على البيانات على كريستال واحد واحد على أساس Ln (أي TbEu (bpm) (tfaa)6], الشكل 1أ), الشكل 2 يظهر نظرة عامة على النظام وكذلك الموضع الصحيح للمكعبات البصرية في الإعداد. يوضح الشكل 3 لقطة شاشة لبرنامج PHySpec يحتو?...

Watch this Scientific Journal Video about Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals at JoVE.com

Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals

هنا، نقدم بروتوكولاً للحصول على بيانات التصوير الطيفي الفائق المضيئة وتحليل السمات الأنستروجية البصرية للبلورات المفردة القائمة على اللانثانيد باستخدام نظام التصوير الطيفي الفائق.

التصوير الطيفي كأداة لدراسة الأنيزوتروبيا البصرية في البلورات الجزيئية أحادية الأبعاد القائمة على اللانثانيد

In this work, we describe a protocol for a novel application of hyperspectral imaging (HSI) in the analysis of luminescent lanthanide (Ln3+)-based ...

التصوير الفائق الطيفي يسمح بالحصول على معلومات طيفية في مواقع دقيقة داخل العينة. على سبيل المثال، لكشف النقاب عن أنيسوبيا بصرية على مستوى بلورية واحدة. ويتيح توليد البيانات الطيفية والمكانية لعينة إجراء دراسة أكثر تفصيلا للعينة من الممكن بواسطة التحليل الطيفي أو المجهر الفلوري وحده.يمكن أن يبدو عدد كبير من المعلمات القابلة للتعديل التي تؤثر على القرار ساحقًا في البداية. ومع ذلك، قد يساعد إنشاء قائمة اختيار في التعرف على النظام. تتطلب هذه التقنية ضبط يدويًا للأجهزة التصويرية بالإضافة إلى معالجة البرامج.ومن الضروري توضيح كلا الجانبين بصريا لعرض كيف تكمل كل من الطريقتين بعضهما البعض. إظهار الإجراء مع نيلسون روتاجوغا سيكون إميلي رودريغز، زميلة ما بعد الدكتوراه في مختبري. لإعداد تكوين التصوير لرسم خرائط التصوير فائق الطيف ، بدءًا من مرحلة المجهر واتباع مسار شعاع الانبعاثات نحو الكاشفات ، اترك الموقف لمكعب بصري بجوار المجهر البصري شاغرًا ووضع مكعب المجهر البصري confocal في هذا الموقف الذي يوجه الانبعاثات من العينة من خلال مسار الضوء المرئي.يبحث على طول المسار البصري نحو كاشف، ضع المكعب البصري المرئي الذي يحتوي على مرآة dichroic والمرشحات لتوجيه الانبعاثات المرئية إلى مسار الكشف في موضعه. مواصلة المسار نحو كاشف، ووضع مكعب الثقب الثقب البصرية confocal في الموضع الصحيح لتوجيه الضوء من خلال مسار الكشف عن الضوء المرئي واتباع هذا المسار، ووضع مكعب الطيفي البصري confocal في الموضع المناسب بحيث يصل الضوء المنبعث إلى كاشف. عندما تكون جميع المكعبات في مكانها، قم بضبط فتحة فتحة فتحة الكاشف يدويًا لتتناسب مع حجم الثقب المحدد.ثم، في برنامج PHySpec، حدد فتحة الثقب. لفرط الطيفية رسم خرائط التصوير من terbium يوروبيوم ثنائي البيريم الثنائي ثلاثي الفلوراسيتيالاتين واحد الكريستال، وضع يدويا الهدف 20 مرات من المجهر البصري تحت العينة واضغط على الزر الأبيض على الجانب الأيسر من المجهر لتشغيل الضوء الأبيض. قم بتشغيل مقبض الباب تحت الزر لضبط السطوع.تعيين مقبض إلى الأمام على الجانب الأيمن من المجهر إلى R لإرسال 20٪ من إشارة إلى الكاميرا و 80٪ من إشارة إلى كاشف. اضغط على اللعب في نافذة كاميرا الألوان في برنامج PHySpec لبدء المسح الحي. إذا كانت نافذة كاميرا اللون تعرض صورة داكنة أو سوداء للغاية، قم بزيادة وقت التعرض و/أو قيمة الكسب تحت علامة التبويب كاميرا اللون.إذا كانت الصورة ساطعة للغاية، تقليل وقت التعرض و/أو قيمة الكسب. للتركيز على العينة ، وتحويل المقابض من المجهر لضبط المسافة بين الهدف في المرحلة وفتح مصراع مصباح النطاق العريض للسماح للأشعة فوق البنفسجية الإثارة من العينة. ثم تحويل مقبض كثافة إلى الموضع المطلوب للسيطرة على كثافة الإثارة مصباح النطاق العريض.انقر فوق إظهار / إخفاء شريط مقياس لإضافة شريط مقياس إلى صورة المجهر البصرية مشرق المجال من الكريستال ومراقبة صورة من الكريستال تحت الأشعة فوق البنفسجية كامل أو الإضاءة المحصورة. للاختيار بين الإضاءة المحصورة أو الإضاءة الميدانية الواسعة، استخدم العصا والمقابض لضبط حجم فتحة حقل مصباح الأشعة فوق البنفسجية. تحت علامة التبويب SpectraPro SP 2300، حدد طول موجة لمراقبة انبعاث العينة وضبط وقت التعرض للكشف.للحصول على مكعب فائق الطيف في المنظم، انقر فوق زائد لإضافة عقدة جديدة وانقر فوق الصور Confocal. انقر فوق اكتساب الطيف المتعدد وإدخال عدد الموضع X و Y المطلوب، بالإضافة إلى حجم الخطوة المطلوب. حدد خيار الجهاز لمزامنة الكاميرا ولرسم خرائط الانبعاثات المرئية، وانقر فوق "موافق".في المنظم، انقر فوق خط الاستحواذ متعدد الطيف المضاف حديثاً لتمييز العقدة وانقر فوق تشغيل لتشغيل العقدة المحددة. لتحليل بيانات التصوير فائق الطيف الملتقطة، على سبيل المثال، للتوزيع الطيفي لصورة ما، في قائمة المعالجة، حدد البيانات والمحاصيل والثني لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء للصورة. للحصول على ملف تعريف شدة الانبعاثات، انقر بزر الماوس الأيمن فوق صورة المكعب وحدد إنشاء X-Profile لتحليل سطر واحد.اسحب لتحديد المنطقة وانقر بزر الماوس الأيمن على المنطقة التي تهمك. لتحديد إضافة إلى الرسم البياني. (أ) عرض كثافة الانبعاثات كدالة على الموضع المادي للهدف.سيظهر ملف تعريف الكثافة في الرسم البياني الجديد. للحصول على طيف الانبعاثات من منطقة معينة من العينة، قم بتمرير المؤشر فوق صورة المكعب، وانقر بزر الماوس الأيمن، وانقر فوق Selection. اسحب وانقر لرسم شكل التحديد فوق المنطقة المطلوبة.ثم انقر بزر الماوس الأيمن على المنطقة ذات الاهتمام وحدد إضافة اختيار إلى الرسم البياني. في نافذة إضافة إلى الرسم البياني، حدد إنشاء رسم بياني جديد لعرض أطياف الانبعاثات للهدف، ثم انقر فوق "موافق". ثم حفظ الطيف المكتسبة قبل اختيار منطقة جديدة.هنا، تظهر صورة حقل مشرق من الكريستال سجلت بعد ضبط العينة في التركيز المناسب. ويمكن ملاحظة شكل الإبرة مثل الكريستال بوضوح. هنا، يمكن ملاحظة صور من نفس الكريستال تحت الإثارة الأشعة فوق البنفسجية مع إما الإضاءة الكاملة أو الإضاءة المحصورة محليا.ويمكن استخدام الإضاءة المحصورة للتحقيق في آثار الطاقة أو نقل الضوء داخل الكريستال التي قد تؤدي إلى موجة مثل توجيه السلوك. على سبيل المثال، في هذه الصورة، يتم الكشف عن انبعاث قوي في نقطة ليست مباشرة تحت الإثارة، مما يشير إلى أن هجرة الطاقة الفعالة تحدث من خلال الكريستال. من المكعب فائق الطيف المكتسب، من الممكن أيضا الحصول على التوزيع الطيفي في شكل صورة، تمثل طول موجي معين.(أ) موجز شدة طول موجي محدد للانبعاثات وأطياف الانبعاثات عند أي بيكسل أو منطقة من المكعب الفائق الطيفي المكتسب. فعلى سبيل المثال، تبين أطياف الانبعاثات لهذا التحليل أكثر نطاقات الانبعاثات تميزاً في أيونات يوروبيوم. وعلاوة على ذلك، فإن الصورة المكانية على طول الوجوه البلورية المختلفة تشير إلى انبعاث أكثر إشراقا في الطرف والوجوه الجانبية ويمكن أن تكون مرتبطة مع المسافات الأيونية لانثانيد/لانثانيد في الاتجاهات المكانية الثلاثة.للحصول على إشارة جيدة في وقت تسجيل معقول من المكعب فائق الطيف، من المهم ضبط تكوينات المجهر، والتركيز، ووقت التعرض للكشف. الانبعاثات الأشعة فوق البنفسجية الإثارة والانبعاثات المرئية، يمكن أن يؤدي هذه التقنية باستخدام الإثارة الأشعة تحت الحمراء القريبة والكشف عن الانبعاثات الأشعة تحت الحمراء القريبة. وهذا يسمح لها أن تكون قابلة للتطبيق لمجموعة كبيرة من المواد الإنارة.ارتباط الإشارات البصرية مع مجموعة من الميزات التابعة يجعل هذه التقنية مثيرة جدا للاهتمام للتحقيق في العلاقات هيكل / الملكية، بما في ذلك تقييم في المختبر من التفاعلات نانو الحيوية.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

التوليف وتقشير من Discotic الزركونيوم الفوسفات للحصول على بلورات الغروية السائل

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

تصوير الانفجار كولومب كأداة للتمييز بين الفراغية

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish ...

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

قياسات للارتباطات الإلكترونية البعيدة المدى خلال تجارب حيود Femtosecond على نانوكريستالس بوكمينستيرفوليريني

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي كأداة لتقدير معدل الكهروكيميائية المستمر

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Color Spot Test As a Presumptive Tool for the Rapid Detection of Synthetic Cathinones

اختبار الألوان الموضعية كأداة افتراضية للكشف السريع عن كاثينونيس الاصطناعية

Synthetic cathinones are a large class of new psychoactive substances (NPS) that are increasingly prevalent in drug seizures made by law enforcement and ...

Light-driven Molecular Motors on Surfaces for Single Molecular Imaging

المحركات الجزيئية يحركها الضوء على الأسطح للتصوير الجزيئي واحد

The design and synthesis of a synthetic system that aims for the direct visualization of a synthetic rotary motor at the single molecule level on surfaces ...

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

في الموقع التحليل الطيفي FTIR كأداة للتحقيق في الغاز/ التفاعل الصلب: امتصاصثاني أكسيد الكربون المحسن بالماء في إطار UiO-66 المعدني العضوي

In situ infrared spectroscopy is an inexpensive, highly sensitive, and selective valuable tool to investigate the interaction of polycrystalline solids ...

Excitonic Hamiltonians for Calculating Optical Absorption Spectra and Optoelectronic Properties of Molecular Aggregates and Solids

هاميلتونيون مثيرون لحساب أطياف الامتصاص البصري والخصائص الإلكترونية البصرية للمجاميع الجزيئية والمواد الصلبة

Rational design of disordered molecular aggregates and solids for optoelectronic applications relies on our ability to predict the properties of such ...

Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products

استخراج الجينوم الموجه بالطيف الكتلي كأداة للكشف عن المنتجات الطبيعية الجديدة

The chemical space covered by natural products is immense and widely unrecognized. Therefore, convenient methodologies to perform wide-ranging evaluation ...

Atomic Force Microscopy Combined with Infrared Spectroscopy as a Tool to Probe Single Bacterium Chemistry

مجهر القوة الذرية جنبا إلى جنب مع التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء كأداة للتحقيق في كيمياء البكتيريا الواحدة

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and ...