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

המחברים מודים למר דילן Errulat ו פרופ ' מורמאלי Murugesu מהמחלקה לכימיה ומדעים ביוקולקולריות של אוניברסיטת אוטווה לאספקת [TbEu (bpm) (t,)6] גבישים בודדים. ה. מ. ר, N.R., ו א סמולר בהכרת תודה את התמיכה הפיננסית שסיפקה אוניברסיטת אוטווה, הקרן הקנדית לחדשנות (CFI), ואת מדעי הטבע ומועצת המחקר ההנדסה קנדה (NSERC).

התראה: מומלץ להשתמש במשקפי בטיחות ספציפיים לאורך הגל המשמש בכל עת בעת הפעלת הimager.
1. קביעת תצורה של מיקרוסקופ היפרספקטקטרלי
הערה: מבט כולל על מערכת ההדמיה היפראספקטקטרלית באיור 2a, עם המרכיבים העיקריים של האימגר המתואר. ניתן להשתמש במערכת הדימו?...

<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>

פרוטוקול הדימות היפראספקטקטרלי כאן מתאר גישה ישירה המאפשרת להשיג מידע ספקטרוסקופי במיקומים מדויקים של המדגם. באמצעות ההתקנה המתוארת, הרזולוציה המרחבית (x ו- y מיפוי) יכול להגיע עד 0.5 יקרומטר בעוד הרזולוציה ספקטרלי יכול להיות של 0.2 nm עבור המיפוי בטווח הגלוי ו 0.6 nm עבור הטווח ניר.
<p...

הדמיה היפרספקטראלית (HSI) היא טכניקה היוצרת מפה מרחבית שבה כל קואורדינטת x-y מכילה מידע ספקטרלי שיכול להתבסס על כל סוג של ספקטרוסקופיה, כלומר photoluminescence הקליטה ופיזור הספקטרוסקוסים1,2,3. כתוצאה מכך, ערכה 3-מימדי של נתונים (המכונה גם "קוביית hyperקטרמית") מושגת, שם קואורדינטות x-y הם הצירים המרחבית ואת קואורדינטת z הוא מידע ספקטרלי מתוך המדגם ניתח. לכן, הקוביה היפרספקטלית מכילה מידע מרחבי וספקטרלי, המספקת חקירה ספקטרוסקופית מפורטת יותר של המדגם מאשר ספקטרוסקופיה מסורתית. בעוד hsi כבר ידוע במשך שנים בתחום חישה מרחוק (למשל, גיאולוגיה, תעשיות מזון4), זה לאחרונה יצא כטכניקה חדשנית לאפיון ננו2,5 או רגשים עבור יישומים ביו3,6,7,8. באופן כללי, הוא אינו מוגבל לתחום UV/גלוי/ליד אינפרא אדום (ניר), אך ניתן גם להאריך באמצעות מקורות קרינה אחרים, כגון קרני רנטגן – למשל כדי לאפיין התפלגות היסודות בחומרים שונים9 – או Terahertz קרינה, שבו hsi שימש לבצע חישה תרמית ברקמות ביולוגיות8. יתר על כן, מיפוי פוטולומיניסנציה כבר בשילוב עם מיפוי ראמאן לחקור את המאפיינים האופטיים של מונאולייר MoS210. עם זאת, בין היישומים המדווחים של hsi אופטי, יש עדיין רק כמה דוגמאות על hsi של חומרים מבוססי לנתניד11,12,13,14,15,16,17. למשל, אנחנו יכולים לצטט: זיהוי של סרטן ברקמות6, ניתוח עומק החדירה אור ברקמות ביולוגיות7, הדמיה ביולוגית ריבוב3, ניתוח של העברת אנרגיה רחבי במערכות היברידית11, וחקירת שינויים המושרה מצבור במאפייני ספקטרוסקופיים של upconverting חלקיקים12. ברור, האטרקטיביות של HSI נובע מההתאמה שלה ליצירת ידע על הסביבה ספציפית, המספקת מידע מרחבי וספקטרלי בו זמנית על הגשוש.
ניצול של טכניקה זו רבת עוצמה אנו מתארים בזאת פרוטוקול לחקור anisotropy אופטי של הטרודינאונקה Tb3 +-Eu3 + גביש יחיד [tbeu (bpm) (t,)6] (איור 1a)13. Anisotropy אופטי נצפתה התוצאה של אריזה מולקולרית שונים של ב3 + יונים בכיוונים פגמים בגבישים שונים (איור 1b), וכתוצאה מכך כמה פרצופים גביש מראה בהיר יותר, אחרים מראים עמעם פוטולומינטסנס. הוצע כי עוצמת האור המוגבר מוגברת בפרצופים ספציפיים של הגביש היה מתואם עם העברת אנרגיה יעילה יותר לאורך הכיוונים הפגמים בגבישים האלה שם בתוך3 +· · · ב3 + מרחקים יון היו הקצרה ביותר13.
מונעים על ידי תוצאות אלה, אנו מציעים את הקמתה של מתודולוגיה מפורטת כדי לנתח anisotropy אופטי דרך hsi, פתיחת הנתיב להבנה טובה יותר של העברת האנרגיה של יון-יון תהליכים מטונטים הנובע הסדר המולקולרי הספציפי18,19. מבנה זה קשרים מאפיינים זוהו כהיבטים חשובים עבור עיצוב חדשני חומרים אופטיים כולל, אך לא מוגבל גל מערכות מכשירים והתקני האחסון opto-מגנטיים בננו ומיקרוסקאלה – מטפל בביקוש למערכות אופטיות יותר יעיל ומיניאטורי20.

<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

בעבודה זו, אנו מתארים פרוטוקול עבור יישום הרומן של הדמיה היפראספקטקטרלית (HSI) בניתוח של לנתניד זורח (בתוך3 +) מבוססי גבישים בודדים מולקולריים. כדוגמה מייצגת, בחרנו גביש בודד של הטרודינאורור בקומפלקס מבוסס Ln [TbEu (bpm) (t,)6] (bpm = 2, 2 '-bipyrimidine, tmetro– = 1, 1, 1-trifluoroacetylacetonate) מציג פליטה גלויים לעין תחת עירור UV. HSI היא טכניקה המתעוררים המשלבת הדמיה מרחבית דו-ממדית של מבנה זורח עם מידע ספקטרלי מכל פיקסל של התמונה שהושג. במיוחד, HSI על גבישים בודדים של הקומפלקס [Tb-Eu] סיפק מידע ספקטרלי מקומי הגילוי וריאציה של עוצמת האור בנקודות שונות לאורך הקריסטלים למדו. שינויים אלה יוחסו אנאיזוטרופיה אופטית בגביש, אשר נובעת מאריזת מולקולרית שונה של בתוך3 + יונים בכל אחד הכיוונים של מבנה הגביש. ה-HSI המתואר במסמך זה הוא דוגמה להתאמת הטכניקה לחקירות מרחביות של חומרים מולקולריים. עם זאת, הדבר החשוב ביותר, ניתן להאריך בקלות את הפרוטוקול לסוגים אחרים של חומרים מורחבים (כגון קריסטלים מולקולריים בגודל מיקרון, מיקרוחלקיקים אורגניים, חלקיקי חלקיקים ברקמות ביולוגיות, או תאים מתויג, בין היתר), פתיחת אפשרויות רבות לחקירה עמוקה יותר של קשרי מבנה-רכוש. בסופו של דבר, חקירות כאלה יספקו ידע להיות ממונפת להנדסה של חומרים מתקדמים למגוון רחב של יישומים מביודמיה ליישומים טכנולוגיים, כגון מדריכי גל או מכשירי אלקטרואופטיקה.

כדי להמחיש את התצורה של מיקרוסקופ hyperקטרלי עבור רכישת נתונים על מבוססי בגביש בודד, מולקולרי (כלומר, [TbEu (bpm) (t,)6], איור 1a), איור 2 מראה סקירה של המערכת, כמו גם את המיקום הנכון של קוביות אופטיות בכיוונון. איור 3 מראה צילום מסך של התוכנה physpec המ?...

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבל הדמיה היפרספקטראלית נתונים ולנתח את תכונות anisotropy אופטי של קריסטלים בודדים מבוססי לנתניד באמצעות מערכת הדמיה Hyperקטרלית.

הדמיה היפרספקטראלית ככלי לחקר Anisotropy אופטי ב לנתניד מבוססי גבישים בודדים מולקולריים

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

הדמיה היפרספקטרלית מאפשרת רכישת מידע ספקטרוסקופי במיקומים מדויקים בתוך מדגם. לדוגמה, לחשיפת אניסוטרופיה אופטית ברמת גביש אחת. הדור של נתונים ספקטרליים ומ מרחביים של מדגם מאפשר חקירה מפורטת יותר של המדגם ממה שאפשרי על ידי ספקטרוסקופיה או מיקרוסקופיה פלואורסצנטית בלבד.מספר רב של פרמטרים מתכווננים המשפיעים על הרזולוציה יכולים להיראות מכריעים בהתחלה. עם זאת, יצירת רשימת פעולות לביצוע עשויה לסייע בהיכרות עם המערכת. טכניקה זו דורשת כוונון ידני של חומרת ההדמיה, כמו גם מניפולציה בתוכנה.זה חיוני כדי להמחיש את שני ההיבטים חזותית כדי להציג כיצד שתי השיטות משלימות זו את זו. הפגנת ההליך עם נלסון Rutajoga יהיה אמילי רודריגז, עמית פוסט דוקטורט במעבדה שלי. כדי להגדיר את תצורת התמונה עבור מיפוי הדמיה היפרספקטרלית, החל בשלב המיקרוסקופ ו בעקבות מסלול קרן הפליטה לכיוון הגלאים, השאר את המיקום לקוביה אופטית ממש ליד המיקרוסקופ האופטי פנוי והצב את הקובייה האופטית של מיקרוסקופ הקונפוקל במצב זה שמכוונת את הפליטה מהדגימה דרך נתיב האור הנראה.במבט לאורך הנתיב האופטי לכיוון הגלאי, מקם את הקובייה האופטית הנראית לעין המכילה את המראה הדיקורית ומסננים להכוונת הפליטה הנראית לנתיב הגילוי במקומו. בהמשך הנתיב לכיוון הגלאי, מניחים את הקובייה האופטית של חור הסיכה הקונפוקל במיקום הנכון כדי לכוון את האור דרך נתיב גילוי האור הנראה ועקוב אחר נתיב זה, מניחים את הקובייה האופטית ספקטרומטר קונפוקל במיקום המתאים, כך שהאור הנפלט מגיע לגלאי. כאשר כל הקוביות נמצאות במקום, כוונן ידנית את פתח חריץ הגלאי כך שיתאימו לגודל חור הסיכה שנבחר.לאחר מכן, בתוכנת PHySpec, בחר את הצמצם של חור הסיכה. למיפוי הדמיה היפרספקטרלית של terbium europium bi-pyrimidine trifluoroacetylacetonate גביש יחיד, מקם ידנית את המטרה 20 פעמים של המיקרוסקופ האופטי מתחת למדגם ולחץ על הכפתור הלבן בצד שמאל של המיקרוסקופ כדי להפעיל את האור הלבן. סובב את הידית מתחת ללחצן כדי לכוונן את הבהירות.הגדר את הידית הקדמית בצד ימין של המיקרוסקופ ל- R כדי לשלוח 20% מהאות למצלמה ו- 80% מהאות לגלאי. לחץ על הפעל בחלון המצלמה בצבע בתוכנת PHySpec כדי ליזום סריקה חיה. אם חלון מצלמת הצבע מציג תמונה כהה או שחורה מדי, הגדל את זמן החשיפה ו/או את ערך הרווח תחת לשונית מצלמת הצבע.אם התמונה בהירה מדי, הקטן את זמן החשיפה ו/או קבל ערך. כדי להתמקד המדגם, להפוך את הידיות של המיקרוסקופ כדי להתאים את המרחק בין המטרה בשלב ולפתוח את תריס מנורת פס רחב כדי לאפשר UV בעירור של המדגם. לאחר מכן סובבו את ידית העוצמה למיקום הרצוי כדי לשלוט בעוצמת העירור של מנורת הפס הרחב.לחץ על הצג/הסתר סרגל קנה מידה כדי להוסיף סרגל קנה מידה לתמונה המיקרוסקופית האופטית של השדה הבהיר של הגביש ולצפות בתמונה של הגביש תחת תאורה מלאה או מוגבלת של UV. כדי לבחור בין התאורה המוגבלת או תאורת שדה רחבה, השתמש במקל ובפיתות כדי להתאים את גודל הצמצם של שדה מנורת UV. תחת הכרטיסיה SpectraPro SP 2300, בחר אורך גל כדי לבחון את פליטת הדגימה ולהתאים את זמן החשיפה של הגלאי.כדי להשיג את קוביית ההיפר-ספקטרלית ברצף, לחץ על פלוס כדי להוסיף צומת חדש ולחץ על תמונה קונפוקאלית. לחץ על רכישה מרובת ספקטרום והקלט את ספירות המיקום הרצויות של X ו- Y, כמו גם את גודל הצעד הרצוי. בחר את אפשרות החומרה עבור סינכרון המצלמה ומיפוי פליטה גלוי ולחץ על אישור.ברצף, לחץ על שורת הרכישה מרובת הספקטרום החדשה שנוספה כדי לסמן את הצומת ולחץ על הפעל כדי להפעיל את הצומת הנבחר. לניתוח נתוני ההדמיה ההיפר-ספקטרליים שנלכדו, לדוגמה, להתפלגות ספקטרלית של תמונה, בתפריט עיבוד, בחרו 'נתונים' ו'חתוך' ו'כופף' כדי להגדיל את יחס האות לרעש של התמונה. לפרופיל בעוצמת פליטה, לחצו לחיצה ימנית על תמונת הקוביה ובחרו 'צור פרופיל X' לניתוח של שורה אחת.גרור כדי לבחור את האזור ולחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על אזור העניין. לבחירת 'הוסף לגרף'. כדי להציג את עוצמת הפליטה כפונקציה של המיקום הפיזי של המטרה.פרופיל העוצמה יופיע בגרף החדש. כדי להשיג ספקטרום פליטה של אזור מסוים בדגימה, רחף עם הסמן מעל תמונת הקוביה, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני ולחץ על בחירת מלבן. גרור ולחץ כדי לצייר את צורת הבחירה מעל האזור הרצוי.לאחר מכן לחצו לחיצה ימנית על אזור העניין ובחרו 'הוסף בחירה לגרף'. בחלון 'הוסף לגרף', בחרו 'צור גרף חדש' כדי להציג את ספקטרום הפליטה של היעד ולחצו על הלחצן 'אשר'. לאחר מכן שמרו את הספקטרום שנרכש לפני בחירת אזור חדש.כאן מוצגת תמונת שדה בהיר של גביש שתועד לאחר התאמת הדגימה במוקד הנכון. ניתן לראות בבירור את המורפולוגיה דמוית המחט של הקריסטל. כאן, תמונות של אותו גביש תחת העירור UV עם תאורה מלאה או תאורה מקומית מוגבלת ניתן לראות.ניתן להשתמש בתאורה המוגבלת כדי לחקור את ההשפעות של העברת אנרגיה או אור בתוך הגביש שעלולות לעורר התנהגות דמוית מדריך גלים. לדוגמה, בתמונה זו, פליטה חזקה מזוהה בנקודה לא ישירות תחת העירור, מה שמרמז כי הגירת אנרגיה יעילה מתרחשת דרך הגביש. מקוביית ההיפרספקטרלית הנרכשת, ניתן גם להשיג את ההתפלגות הספקטרלית בצורה של תמונה, המייצגת אורך גל ספציפי.פרופיל העוצמה של אורך גל פליטה ספציפי וספקטרום הפליטה בכל פיקסל או אזור של קוביית ההיפרספקטרלית הנרכשת. לדוגמה, ספקטרום הפליטה לניתוח זה מציג את רצועות הפליטה האופייניות ביותר של יון היורופיום. יתר על כן, הפרופיל המרחבי לאורך פני הגביש השונים מצביע על פליטה בהירה יותר בקצה ובפני הצד ונוצר בקורלציה עם מרחקי היונים לנתניד/לנתניד בשלושת הכיוונים המרחביים.כדי לקבל אות טוב בזמן הקלטה סביר של קוביית ההיפרספקטרלית, חשוב להתאים את תצורות המיקרוסקופ, המיקוד ותזמן החשיפה לגלאי. פליטת UV העירור ופליטה גלויה, טכניקה זו יכולה להתבצע באמצעות גירוי אינפרא אדום ליד זיהוי פליטת אינפרא אדום. זה מאפשר לו להיות ישים עבור מגוון גדול של חומרים זוהרים.מתאם של אותות אופטיים עם מערך של תכונות תלויות עושה טכניקה זו מעניינת מאוד עבור חקירת יחסים מבנה / רכוש, כולל הערכה במבחנה של אינטראקציות ננו ביו.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

סינתזת קילוף של פוספטים זירקוניום Discotic להשיג קריסטלים קולואיד נוזלים

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

הפיצוץ הקולומבית הדמיה ככלי להבחנה בין Stereoisomers

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

מדידות של מתאמים אלקטרונית לטווח ארוך במהלך הניסויים עקיפה הפמטו-שנייה מתבצע על Nanocrystals של 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

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

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

מבחן צבע ספוט ככלי הרב, שעורר איתור מהיר של Cathinones סינתטי

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

מונחי-אור המנועים המולקולריים על משטחים עבור יחיד הדמיה מולקולרית

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

באתרו FTIR ספקטרוסקופיית ככלי לחקירת גז/אינטראקציה מוצקה: שיתוף משופר מים2 Adsorption ב uio-66 מתכת-אורגני המסגרת

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

רגש החמיריות לחישוב ספקטרום הקליטה אופטי ואלקטרואופטיקה תכונות של אגרגטים מולקולריים ומוצקים

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

המסה ספקטרומטר מודרמטריה מונחה הגנום ככלי לחשוף מוצרים טבעיים הרומן

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

מיקרוסקופיה של כוח אטומי בשילוב עם ספקטרוסקופיית אינפרא אדום ככלי לחקירת כימיה של חיידק יחיד

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