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

저자는 [TbEu (bpm)(tfaa)6]단결정의 제공에 대한 오타와 대학의 화학 및 생물 분자 과학학과에서 씨 딜런 Errulat및 교수 Muralee Murugesu 감사합니다. E.M.R, N.R., E.H.는 오타와 대학, 캐나다 혁신 재단(CFI), 캐나다 자연과학 및 공학 연구 위원회(NSERC)가 제공하는 재정적 지원을 감사하게 생각합니다.

주의: 이미저를 조작할 때 항상 사용되는 여기 파장에 맞는 안전 고글을 사용하는 것이 좋습니다.
1. 고스펙트럼 현미경의 구성
참고: 하이퍼스펙트럼 이미징 시스템의 개요는 그림 2a에있으며, 이미서의 주요 구성 요소는 설명되어 있습니다. 이미징 시스템은 시료로부터 가시광선 또는 근적외선(NIR) 방출의 검출에 사용될 수 있다. 어?...

<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>

여기에 설명된 하이퍼스펙트럼 이미징 프로토콜은 샘플의 정확한 위치에서 분광 정보를 얻을 수 있는 간단한 접근법을 제공합니다. 설명된 설정을 사용하여 공간해상도(x 및 y 매핑)는 0.5 μm까지 도달할 수 있으며 스펙트럼 해상도는 가시 범위에서 매핑하는 데 0.2 nm, NIR 범위에 는 0.6 nm가 될 수 있습니다.
단결정에 hyperspectral 매핑을 수행하기 위해, 샘플 준비는 ?...

하이퍼스펙트럼 이미징(HSI)은,2,각 x-y 좌표가 모든 종류의 분광법, 즉 광발광, 흡수 및 산란 분광분광을 기반으로 할 수 있는 스펙트럼 정보를 포함하는 공간맵을생성하는 기술이다.3 결과적으로 x-y 좌표가 공간 축이고 z 좌표가 분석된 샘플의 스펙트럼 정보인 3차원 데이터 집합("하이퍼스펙트럼 큐브"라고도 함)을 얻습니다. 따라서, 하이퍼 스펙트럼 큐브는 기존의 분광법보다 샘플의 더 상세한 분광 조사를 제공, 공간 및 스펙트럼 정보를 모두 포함. HSI는 원격 감지(예: 지질학, 식품 산업., 4)의분야에서 수년간 알려져 왔지만, 최근에는 생체 의학 응용 분야3,36,,77,8을위한6나노물질2,,5 또는 프로브의 특성화를 위한 혁신적인 기술로 부상하고 있다. 일반적으로 말하자면, UV/가시/근적외선(NIR) 도메인에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 다른 물질의 원소 분포를 특성화하기 위해 X선과 같은 다른 방사선 소스를 사용하여 확장할 수있다 9 – 또는 테라헤르츠 방사선, 여기서 HSI는 생물학적 조직에서 열 감지를 수행하기 위해 사용되었다8. 또한, 광발광 매핑은 단층 MoS210의광학적 특성을 프로브하기 위해 라만 매핑과 결합되었다. 그러나, 광학,HSI의 보고된 응용 가운데, 여전히 란탄계 물질11,12,13,,14,,15,,16,,17의HSI에 대한 몇 가지 예가 있다., 예를 들어, 우리는 인용할 수 있다: 조직에서암의 검출6,생물학적 조직에서의 광 침투 깊이의 분석7,다중 생물학적 이미징3,하이브리드 시스템11의다성분 에너지 전달분석, 및 나노입자의 분광특성의 응집 유발 변화에 대한 조사12. 분명히 HSI의 매력은 환경별 발광에 대한 지식을 생성하여 프로브에 대한 동시 공간 및 스펙트럼 정보를 제공하는 적합성에서 비롯됩니다.
본 명세서에서 이러한 강력한 기술을 활용하면 이종핵 결핵3+-Eu3+ 단결정[TbEu(bpm)(tfaa)]6]6(도 1a)13의광학 이방성을 조사하는 프로토콜을 기술한다. 관찰된 광학 이방성 은 다른 결정학적 방향에서 Ln3+ 이온의 상이한 분자 패킹에서 유래(그림 1b),더 밝게 보여주는 일부 결정 면의 결과, 다른 사람은 조광 광발광을 보여주는. 결정의 특정 면에서 증가된 발광 강도는 Ln3+··· Ln3+ 이온 거리는 가장 짧은13이었다.
이러한 결과에 의해 동기를 부여, 우리는 HSI를 통해 광학 이방성을 분석하는 상세한 방법론의 설립을 제안, 특정 분자 배열에서 유래 이온 에너지 전달 프로세스 및 조정 발광 특성의 더 나은 이해를위한 경로를 열어18,,19. 이러한 구조-특성 관계는 나노 및 마이크로 스케일의 도파관 시스템 및 광자기 저장 장치를 포함하되 이에 국한되지 않는 혁신적인 광학 재료 설계를 위한 중요한 측면으로 인식되어 왔으며, 보다 효율적이고 소형화된 광학 시스템에 대한 수요를해결한다 20.

<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

이 작품에서, 우리는 발광 란탄화물 (Ln3 +)계분자 단결정의 분석에서 초스펙트럼 이미징 (HSI)의 새로운 응용을위한 프로토콜을 설명합니다. 대표적인 예로, 우리는 UV 흥분하에서 밝은 가시 방출을 나타내는 이종 핵 Ln 기반 복합체 [TbEu(bpm)(tfaa)6](bpm=2,2'-비피리미딘, tfaa- =1,1,1-trifluoracetytytonate)의 단일 결정을 선택했습니다. HSI는 발광 구조의 2차원 공간 이미징과 획득된 이미지의 각 픽셀의 스펙트럼 정보를 결합하는 새로운 기술입니다. 구체적으로, [Tb-Eu] 복합체의 단결정에 대한 HSI는 연구된 결정의 여러 지점에서 발광 강도의 변동을 밝히는 국소 스펙트럼 정보를 제공했다. 이러한 변화는 결정 구조의 각 방향에서 Ln3+ 이온의 상이한 분자 패킹에서 유래하는 결정에 존재하는 광학 이방성에 기인했다. 본 명세서에 기재된 HSI는 분자 물질의 분광 공간 조사를 위한 이러한 기술의 적합성의 예이다. 그러나 중요한 것은 이 프로토콜은 다른 유형의 발광 물질(예: 미크론 크기의 분자 결정, 무기 미세 입자, 생물학적 조직의 나노 입자 또는 라벨이 부착된 세포 등)에 대해 쉽게 확장될 수 있으며, 구조-물성 관계에 대한 심층적인 조사를 위한 많은 가능성을 열어줍니다. 궁극적으로 이러한 조사는 바이오 이미징에서 도파관 또는 광전자 장치와 같은 기술 응용 분야에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 대한 첨단 재료 엔지니어링에 활용될 수 있는 지식을 제공할 것입니다.

Ln 기반, 분자 단결정(즉, [TbEu(bpm)(tfaa)]6], 도 1a에대한 데이터 수집을6위한 초스펙트럼 현미경의 구성을 설명하기 위해, 도 2는 설정에서 광학 큐브의 올바른 배치뿐만 아니라 시스템의 개요를 나타낸다. 그림 3은 HSI 획득 시 사용된 메뉴를 포함하는 PHySpec 소프트웨어의 스크린샷을 보여 줍니다. 도 4 ?...

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

여기서, 우리는 발광 하이퍼 스펙트럼 이미징 데이터를 얻고 하이퍼 스펙트럼 이미징 시스템을 사용하여 란탄 기반 단결정의 광학 이방성 기능을 분석하는 프로토콜을 제시합니다.

란탄제 기반 분자 단결정에서 광학 이방성 연구를 위한 도구로서의 하이퍼스펙트럼 이미징

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

하이퍼스펙트럼 이미징을 통해 샘플 내의 정확한 위치에서 분광 정보를 수집할 수 있습니다. 예를 들어, 단일 결정 수준에서 광학 이소성부비의 공개. 샘플의 스펙트럼 및 공간 데이터의 생성은 분광법 또는 형광 현미경 검사법만으로도 가능한 것보다 샘플에 대한 보다 상세한 조사를 가능하게 합니다.해상도에 영향을 주는 많은 조정 가능한 매개 변수는 처음에는 압도적으로 보일 수 있습니다. 그러나 체크리스트를 만드는 것은 시스템에 익숙해지는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술은 이미징 하드웨어의 수동 튜닝과 소프트웨어 조작이 필요합니다.두 가지 방법이 서로 어떻게 보완되는지 를 시각적으로 설명하는 것이 필수적입니다. 넬슨 루타호가와 함께 절차를 시연하는 것은 내 실험실에서 박사 후 동료인 에밀리 로드리게스가 될 것입니다. 현미경 단계에서 시작하여 검출기를 향한 방출 빔 경로를 따라 하이퍼스펙트럼 이미징 매핑을 위한 심조 구성을 설정하려면 광학 현미경 공막 바로 옆에 광학 큐브의 위치를 두고 가시광선 경로를 통해 샘플에서 배출을 지시하는 위치에 공초점 현미경 광학 큐브를 배치합니다.검출기를 향한 광학 경로를 따라 보면 눈에 보이는 방출을 그 위치에서 검출 경로로 안내하기 위한 이색 거울과 필터를 포함하는 가시 광학 큐브를 배치합니다. 검출기를 향한 경로를 계속, 가시광선 검출 경로를 통해 빛을 지시하기 위해 올바른 위치에 공초점 핀홀 광학 큐브를 배치하고,방출 된 빛이 검출기에 도달하도록 적절한 위치에 공초점 분광계 광학 큐브를 배치합니다. 모든 큐브가 제자리에 있는 경우 선택한 핀홀크기에 맞게 검출기의 슬릿 개구부를 수동으로 조정합니다.그런 다음 PHySpec 소프트웨어에서 핀홀의 조리개를 선택합니다. 테르비움 유로피움 이중 플루오로아티라스티라톤산 단일 결정의 하이퍼스펙트럼 이미징 매핑의 경우, 시료 아래에 광학 현미경의 20배 목표를 수동으로 배치하고 현미경의 왼쪽에 있는 흰색 버튼을 눌러 백색광을 켭니다. 버튼 아래 손잡이를 돌려 밝기를 조정합니다.현미경의 오른쪽에 있는 전방 노브를 R로 설정하여 신호의 20%를 카메라에 보내고 신호의 80%를 검출기로 보냅니다. PHySpec 소프트웨어의 컬러 카메라 창에서 재생을 눌러 라이브 스캔을 시작합니다. 컬러 카메라 창에 너무 어둡거나 검은색 이미지가 표시되면 노출 시간 및/또는 색상 카메라 탭 아래의 게인 값을 늘립니다.이미지가 너무 밝은 경우 노출 시간 및/또는 게인 값을 줄입니다. 샘플에 집중하려면 현미경의 노브를 돌려 스테이지의 목표 사이의 거리를 조정하고 광대역 램프 셔터를 열어 샘플의 UV 여기를 허용합니다. 그런 다음 강도 노브를 원하는 위치로 돌려 광대역 램프 여기의 강도를 제어합니다.눈부조 표시/숨기기 스케일 바를 클릭하여 크리스탈의 밝은 필드 광학 현미경 이미지에 스케일 바를 추가하고 UV 전체 또는 제한된 조명 아래에서 결정의 이미지를 관찰합니다. 제한된 조명 또는 넓은 필드 조명 중에서 선택하려면 스틱과 노브를 사용하여 UV 램프 필드 조리개 크기를 조정합니다. SpectraPro SP 2300 탭에서 파장을 선택하여 샘플 방출을 관찰하고 검출기의 노출 시간을 조정합니다.시퀀서에서 하이퍼스펙트럼 큐브를 얻으려면 플러스를 클릭하여 새 노드를 추가하고 Confocal Imager를 클릭합니다. 다중 스펙트럼 수집을 클릭하고 원하는 X 및 Y 위치 카운트와 원하는 단계 크기를 입력합니다. 카메라 동기화 및 보이는 방출 매핑의 하드웨어 옵션을 선택하고 확인을 클릭합니다.시퀀서에서 새로 추가된 다중 스펙트럼 획득 선을 클릭하여 노드를 강조 표시하고 재생을 클릭하여 선택한 노드를 실행합니다. 캡처된 하이퍼스펙트럼 이미징 데이터를 분석하기 위해, 예를 들어, 이미지의 스펙트럼 분포를 위해, 처리 메뉴에서, 데이터 및 자르기 및 굽힘을 선택하여 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 증가시다. 방출 강도 프로파일의 경우 큐브 이미지를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 한 줄의 분석을 위해 X 프로파일 만들기를 선택합니다.드래그하여 영역을 선택하고 관심 영역을 마우스 오른쪽 단추로 클릭합니다. 그래프에 추가를 선택하려면. 대상의 물리적 위치의 함수로서 배출 강도를 표시합니다.강도 프로파일이 새 그래프에 나타납니다. 샘플의 특정 영역의 방출 스펙트럼을 얻으려면 큐브 이미지 위에 커서를 마우스로 가져가면 마우스 오른쪽 단추를 클릭하고 사각형 선택을 클릭합니다. 드래그앤클릭을 클릭하여 원하는 영역에 선택 셰이프를 그립니다.그런 다음 관심 영역을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 그래프에 선택 추가를 선택합니다. 그래프 추가 창에서 새 그래프 만들기를 선택하여 대상의 방출 스펙트럼을 표시하고 확인을 클릭합니다. 그런 다음 새 리전을 선택하기 전에 획득한 스펙트럼을 저장합니다.여기서, 적절한 초점에서 샘플을 조정한 후 기록된 결정의 밝은 필드 이미지가 나타난다. 결정의 바늘 같은 형태는 명확하게 관찰 될 수있다. 여기서, 완전한 조명 또는 국소밀한 조명을 가진 UV 여기아래 동일한 결정의 이미지를 관찰할 수 있다.제한된 조명은 웨이브 가이드와 같은 동작을 유발할 수 있는 크리스탈 내의 에너지 또는 광 전달의 영향을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이 이미지에서, 강한 방출은 직접 여기 아래가 아닌 지점에서 검출되며, 이는 효율적인 에너지 이동이 결정을 통해 일어난다는 것을 시사합니다. 획득된 하이퍼스펙트럼 큐브로부터, 특정 파장을 나타내는 이미지의 형태로 스펙트럼 분포를 얻을 수도 있다.획득된 하이퍼스펙트럼 큐브의 임의의 픽셀 또는 영역에서 특정 방출 파장의 강도 프로파일과 방출 스펙트럼. 예를 들어, 이 분석에 대한 배출 스펙트럼은 europium 이온의 가장 특징적인 방출 대역을 보여줍니다. 더욱이, 상이한 결정면을 따라 공간 프로파일은 팁과 측면 면에서 더 밝은 방출을 나타내며, 세 가지 공간 방향에서 란탄/란탄이온 거리와 상관관계가 있을 수 있다.하이퍼스펙트럼 큐브의 합리적인 기록 시간에 좋은 신호를 얻으려면 현미경 구성, 초점 및 검출기 노출 시간을 조정하는 것이 중요합니다. 배출 UV 여기 및 가시 방출, 이 기술은 근적외선 여기 및 근적외선 방출 검출을 사용하여 수행 될 수있다. 이를 통해 대규모 발광 재료에 적용할 수 있습니다.종속 적인 기능의 배열과 광학 신호의 상관 관계 나노 바이오 상호 작용의 체외 평가를 포함 하 여 구조/속성 관계의 조사에 대 한 매우 흥미로운이 기술.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

합성 및 디스코 틱 지르코늄 인산염의 각질 제거는 콜로이드 액체 크리스탈을 구하는

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

연구

화학

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

Stereoisomers 사이 구별 하는 도구로 쿨롱 폭발 영상

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

펨 회절 실험 Buckminsterfullerene의 나노에 수행 하는 동안 장거리 전자 상관 관계의 측정

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

전기 화학 임피던스 분 광 전기 화학 속도 상수 추정을 위한 도구로

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

색상 합성 Cathinones의 급속 한 탐지에 대 한 추정 도구로 자리 테스트

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

빛 주도 분자 모터 표면에 단일 분자 이미징

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

인 시투 가스/고체 상호 작용 의 조사를위한 도구로 FTIR 분광법 : UiO-66 금속 - 유기 프레임 워크에서 수성CO2 흡착

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

분자 응집체 및 고체의 광학 흡수 스펙트럼 및 광전자 적 특성을 계산하기위한 Excitonic Hamiltonians

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

새로운 천연 제품을 발견하는 도구로 질량 분광법 유도 게놈 채굴

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

원자력 현미경 검사법은 단일 박테리아 화학을 조사하는 도구로 적외선 분광법과 결합

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