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

Forfatterne takker Mr. Dylan Errulat og Prof. Muralee Murugesu fra Institut for Kemi og BiomolekylærE Videnskaber ved University of Ottawa for levering af [TbEu(bpm) (tfaa)6] enkelt krystaller. E.M.R., N.R., og E.H. taknemmeligt anerkende den finansielle støtte fra University of Ottawa, den canadiske Foundation for Innovation (CFI), og Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC).

FORSIGTIG: Det anbefales at bruge sikkerhedsbriller, der er specifikke for den excitationsbølgelængde, der anvendes på alle tidspunkter, når du betjener imageren.
1. Konfiguration af hyperspektrale mikroskop
BEMÆRK: En oversigt over hyperspektrale billeddannelsessystem findes i figur 2a, hvor hovedkomponenterne i imageren beskrives. Billedsystemet kan bruges til at detektere den synlige eller næsten infrarøde (NIR) emission fra en ...

<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>

Den hyperspektrale billedbehandlingsprotokol, der er beskrevet her, giver en enkel tilgang, der gør det muligt at indhente spektroskopiske oplysninger på præcise steder af prøven. Ved hjælp af den beskrevne opsætning kan den rumlige opløsning(x og y-tilknytning) nå ned til 0,5 μm, mens spektralopløsningen kan være på 0,2 nm for kortlægningen ved det synlige område og 0,6 nm for NIR-området.
For at udføre hyperspektral kortlægning på en enkelt krystal, prøve...

Hyperspectral Imaging (HSI) er en teknik, der genererer et rumligt kort, hvor hver x-y koordinat indeholder en spektral information, der kunne være baseret på enhver form for spektroskopi, nemlig fotoluminescens, absorption og spredning spektroskopier1,2,3. Som følge heraf opnås et 3-dimensionelt datasæt (også kaldet "hyperspektralkube"), hvor x-y-koordinaterne er de rumlige akser, og z-koordinatet er de spektrale oplysninger fra den analyserede prøve. z Derfor indeholder den hyperspektrale terning både rumlige og spektrale oplysninger, hvilket giver en mere detaljeret spektroskopisk undersøgelse af prøven end traditionel spektroskopi. Mens HSI har været kendt i årevis inden for telemåling(f.eks. geologi, fødevareindustri4),viste det sig for nylig som en innovativ teknik til karakterisering af nanomaterialer2,5 eller sonder til biomedicinske anvendelser3,6,7,8. Generelt er det ikke begrænset til UV / synlig / nær-infrarød (NIR) domæne, men kan også udvides ved hjælp af andre strålingskilder, såsom røntgenstråler - for eksempel for at karakterisere elementær fordeling i forskellige materialer9 - eller Terahertz stråling, hvor HSI blev brugt til at udføre termisk sensing i biologiske væv8. Desuden er fotoluminescens kortlægning blevet kombineret med Raman kortlægning at sonde de optiske egenskaber monolayer MoS210. Men blandt de rapporterede anvendelser af optisk HSI er der stadig kun nogle få eksempler på HSI af lanthanidebaserede materialer11,12,13,14,15,16,17. For eksempel kan vi nævne: påvisning af kræft i væv6,analyse af lysindtrængningsdybden i biologisk væv7, multiplexeret biologisk billeddannelse3, analyse af multikomponentenergioverførsel i hybridsystemer11og undersøgelse af aggregeringsinducerede ændringer i spektroskopiske egenskaber af konverterende nanopartikler12. Det er klart, at HSI's tiltrækningskraft skyldes dets egnethed til at skabe viden om miljøspecifik luminescens, hvilket giver samtidige rumlige og spektrale oplysninger om sonden.
Drage fordel af denne kraftfulde teknik, vi heri beskrive en protokol til at undersøge den optiske anisotropi af den heterodinukleare Tb3 +-Eu3 + enkelt krystal [TbEu(bpm) (tfaa)6] (Figur 1a)13. Den optiske anisotropi observeret skyldes de forskellige molekylære pakning af Ln3 + ioner i de forskellige krystallografiske retninger (Figur 1b), hvilket resulterer i nogle krystal ansigter viser lysere, andre viser lysdæmper fotoluminescens. Det blev foreslået, at den øgede luminescensintensitet ved specifikke flader af krystallen var korreleret med mere effektiv energioverførsel langs de krystallografiske retninger, hvor Ln3+··· Ln3 + ion afstande var den korteste13.
Motiveret af disse resultater, foreslår vi etablering af en detaljeret metode til at analysere optisk anisotropi gennem HSI, der åbner vejen for en bedre forståelse af ion-ion energioverførselsprocesser og afstemmelige selvlysende egenskaber stammer fra specifikke molekylære arrangement18,19. Disse struktur-egenskaber relationer er blevet anerkendt som vigtige aspekter for innovative optiske materialer design, herunder, men ikke begrænset til waveguide systemer og opto-magnetiske lagringsenheder på nano og mikroskala - løse efterspørgslen efter mere effektive og miniaturiserede optiske systemer20.

<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

I dette arbejde beskriver vi en protokol for en ny anvendelse af hyperspektral billeddannelse (HSI) i analysen af selvlysende lanthanid (Ln3 +)-baserede molekylære enkeltkrystaller. Som repræsentativt eksempel valgte vi en enkelt krystal af det heterodinukleare ln-baserede kompleks [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2'-bipyrimidin, tfaa– =1,1,1-trifluoractylacetonate), der udviser lys synlig emission under UV-excitation. HSI er en ny teknik, der kombinerer 2-dimensionel rumlig billeddannelse af en selvlysende struktur med spektrale oplysninger fra hver pixel i det opnåede billede. Konkret gav HSI på enkelte krystaller af [Tb-Eu]-komplekset lokale spektrale oplysninger, der afslørede variationen i luminescensintensiteten på forskellige steder langs de undersøgte krystaller. Disse ændringer blev tilskrevet den optiske anisotropi til stede i krystallen, som skyldes de forskellige molekylære pakning af Ln3 + ioner i hver af retningerne af krystalstruktur. Den beskrevne HSI-teknik er et eksempel på egnetheden af en sådan teknik til spektro-rumlige undersøgelser af molekylære materialer. Men det er vigtigt, at denne protokol let kan udvides til andre typer selvlysende materialer (såsom mikron-størrelse molekylære krystaller, uorganiske mikropartikler, nanopartikler i biologiskvæv, eller mærkede celler, blandt andre), hvilket åbner mange muligheder for en dybere undersøgelse af struktur-ejendom relationer. I sidste ende vil sådanne undersøgelser give viden, der skal udnyttes til at udarbejde avancerede materialer til en bred vifte af applikationer fra bioimaging til teknologiske applikationer, såsom waveguides eller optoelektroniskudstyr.

For at illustrere konfigurationen af hyperspektrale mikroskop til dataindsamling på en Ln-baseret, molekylær enkelt krystal (dvs. [TbEu(bpm) (tfaa)6], Figur 1a), Figur 2 viser en oversigt over systemet samt den rigtige placering af de optiske terninger i opsætningen. Figur 3 viser et skærmbillede af PHySpec-softwaren, der indeholder de menuer, der blev brugt under HSI-erhvervelsen. Figur 4</strong...

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

Her præsenterer vi en protokol for at opnå selvlysende hyperspektrale billeddannelsesdata og til at analysere optiske anisotropifunktioner i lanthanidebaserede enkeltkrystaller ved hjælp af et Hyperspektral imagingsystem.

Hyperspektral billeddannelse som et værktøj til at studere optisk anisotropi i Lanthanide-baserede molekylære enkeltkrystaller

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

Hyperspektral billeddannelse gør det muligt at indsamle spektroskopiske oplysninger på præcise steder i en prøve. For eksempel, for afsløringen af optisk anisotropi på et enkelt krystal niveau. Generering af både spektrale og geodata for en prøve giver mulighed for en mere detaljeret undersøgelse af stikprøven, end det er muligt ved enten spektroskopi eller fluorescensmikroskopi alene.Et stort antal justerbare parametre, der påvirker opløsningen, kan virke overvældende i starten. Det kan dog hjælpe at lave en tjekliste med at sætte dig ind i systemet. Denne teknik kræver manuel tuning af billedbehandling hardware samt software manipulation.Det er vigtigt at illustrere begge aspekter visuelt for at fremvise, hvordan begge metoder supplerer hinanden. Demonstration af proceduren med Nelson Rutajoga vil være Emily Rodrigues, post-doktorgrad stipendiat på mit laboratorium. For at opsætte billedbehandlingskonfigurationen til hyperspektral billeddannelse, startende fra mikroskopstadiet og efter emissionsstrålevejen mod detektorerne, skal du lade positionen for en optisk terning stå lige ved siden af det optiske mikroskop ledigt og placere den konfokale mikroskopoptiske terning i den position, der dirigerer emissionen fra prøven gennem den synlige lysbane.Ser man langs den optiske vej mod detektoren, skal du placere den synlige optiske terning, der indeholder det dichroic spejl og filtre til at dirigere den synlige emission til detektionsvejen i sin position. Hvis du fortsætter stien mod detektoren, skal den konfokale pinhole optiske terning placeres i den rigtige position for at lede lyset gennem den synlige lysdetektionsvej, og efter denne sti skal den konfokale spektrometer optisk terning placeres i den rette position, så det udsendte lys når detektoren. Når alle kuberne er på plads, skal du manuelt justere detektorens spalteåbning, så den passer til størrelsen på det valgte pinhole.Vælg derefter blænden af pinholeet i PHySpec-softwaren. Til hyperspektral billeddannelse kortlægning af terbium europium bi-pyrimidin trifluoroacetylacetonate enkelt krystal, manuelt placere 20 gange formålet med det optiske mikroskop under prøven og tryk på den hvide knap på venstre side af mikroskopet for at tænde det hvide lys. Drej knappen under knappen for at justere lysstyrken.Indstil den forreste knap på højre side af mikroskopet til R for at sende 20% af signalet til kameraet og 80% af signalet til detektoren. Tryk på afspil i farvekameravinduet på PHySpec-softwaren for at starte en livescanning. Hvis farvekameravinduet viser et for mørkt eller sort billede, skal du øge eksponeringstiden og/eller forstærkningsværdien under fanen Farvekamera.Hvis billedet er for lyst, skal eksponeringstiden og/eller forstærkningsværdien reduceres. For at fokusere på prøven skal du dreje knapperne på mikroskopet for at justere afstanden mellem målet i scenen og åbne bredbåndslampelukkeren for at tillade UV-excitation af prøven. Drej derefter intensitetsknappen til den ønskede position for at styre intensiteten af bredbåndslampens excitation.Klik på Vis/skjul skalabjælken for at føje en skalabjælke til krystallens lysende mikroskopiske billede af krystallen, og overhold et billede af krystallen under UV-fuld eller begrænset belysning. Hvis du vil vælge mellem den lukkede belysning eller en bred feltbelysning, skal du bruge pinden og knapperne til at justere størrelsen på UV-lampefeltåbningen. Under fanen SpectraPro SP 2300 skal du vælge en bølgelængde for at observere prøveemissionen og justere detektorens eksponeringstid.Hvis du vil hente den hyperspektrale kube i sequenceren, skal du klikke på plus for at tilføje en ny node og klikke på Konfokal billedbillede. Klik på Multi-Spectrum Acquisition og indtast de ønskede X- og Y-positionstællinger samt den ønskede trinstørrelse. Vælg hardwareindstillingen for kamerasynkroniseringen og for synlig emissionstilknytning, og klik på okay.Klik på den nyligt tilføjede multifrekvensopkøbslinje i sequenceren for at fremhæve noden, og klik på Afspil for at køre den markerede node. Til analyse af de hentede hyperspektrale billeddannelsesdata, for at du kan se et billede i menuen Behandling, skal du vælge Data og Beskær og bøj for at øge signal-støj-forholdet for billedet. For en emissionsintensitetsprofil skal du højreklikke på kubebilledet og vælge Opret X-Profil til analyse af en linje.Træk for at markere området, og højreklik på interesseområdet. Sådan vælges Føj til graf. For at vise emissionsintensiteten som en funktion af målets fysiske position.Intensitetsprofilen vises i den nye graf. Hvis du vil opnå et emissionsspektrum for et bestemt område af eksemplet, skal du holde markøren over kubebilledet, højreklikke og klikke på Rektangelmarkering. Træk og klik for at tegne markeringsfiguren over det ønskede område.Højreklik derefter på interesseområdet, og vælg Føj markering til graf. I vinduet Føj til diagram skal du vælge Opret en ny graf for at få vist målets emissionsspektre, og klik på okay. Gem derefter det erhvervede spektrum, før du vælger en ny region.Her vises et skarpt feltbillede af en krystal, der er optaget efter justering af prøven i det korrekte fokus. Krystallens nålelignende morfologi kan tydeligt observeres. Her kan billeder af den samme krystal under UV-excitation med enten fuld belysning eller lokalt begrænset belysning observeres.Den begrænsede belysning kan bruges til at undersøge virkningerne af energi eller lysoverførsel i krystallen, der kan udløse bølgeguide-lignende adfærd. For eksempel, i dette billede, en stærk emission opdages i et punkt, der ikke er direkte under excitation, hvilket tyder på, at effektiv energimigration finder sted gennem krystal. Fra den erhvervede hyperspektrale terning er det også muligt at opnå den spektrale fordeling i form af et billede, der repræsenterer en specifik bølgelængde.Intensitetsprofilen for en specifik emissionsbølgelængde og emissionsspektre på en hvilken som helst pixel eller et hvilket som helst område af den erhvervede hyperspektralterning. Emissionsspektrene til denne analyse viser f.eks. Desuden indikerer den rumlige profil langs de forskellige krystalflader en lysere emission ved spids- og sidefladerne og kan korreleres med lanthanide/lanthanide ionafstande i de tre rumlige retninger.For at opnå et godt signal i en rimelig optaget tid af hyperspektral terningen, er det vigtigt at justere mikroskopkonfigurationer, fokus og detektoreksponeringstid. Emissioner UV excitation og synlig emission, kan denne teknik udføres ved hjælp af nær infrarød excitation og nær infrarød emissionsdetektion. Dette gør det muligt at være anvendelig for et stort udvalg af selvlysende materialer.Korrelation af optiske signaler med en række afhængige funktioner gør denne teknik meget interessant for undersøgelsen af struktur / ejendom relationer, herunder in vitro vurdering af nano-bio interaktioner.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Syntese og Eksfoliering af Discotic Zirconium Fosfater fås Kolloid Flydende Krystaller

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

Coulomb eksplosion billeddannelse som et redskab til at skelne mellem stereoisomere

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

Målinger af langtrækkende elektroniske korrelationer under femtosekund diffraktion eksperimenter udført på nanokrystaller af Buckminsterfullerene

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

Elektrokemiske impedans spektroskopi som et redskab for elektrokemisk sats konstant estimering

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

Farve Spot Test som en Præsumptive værktøj til hurtig påvisning af syntetiske Cathinones

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

Lys-drevet molekylære motorer på overflader for enkelt molekylær billeddannelse

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

In situ FTIR Spektroskopi som et værktøj til undersøgelse af gas / solid interaktion: Vand-Forbedret CO2 Adsorption i UiO-66 Metal-Organisk ramme

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

Excitonic Hamiltonians til beregning af optiskabsorptionsspektre og optoelektroniske egenskaber af molekylære aggregater og faste stoffer

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

Massespektrometri-guidet genom minedrift som et redskab til at afdække nye naturlige produkter

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

Atomprøvesprængningsmikroskopi kombineret med infrarød spektroskopi som et værktøj til sonde enkelt bakteriekemi

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