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 Institutt for kjemi og biomolekylære vitenskaper ved University of Ottawa for levering av [TbEu(bpm) (tfaa)6] enkeltkrystaller. E.M.R, N.R., og E.H. anerkjenner takknemlig den økonomiske støtten fra University of Ottawa, Canadian Foundation for Innovation (CFI) og Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC).

FORSIKTIG: Det anbefales å bruke vernebriller som er spesifikke for eksitasjonsbølgelengden som brukes til enhver tid når du bruker imageren.
1. Konfigurasjon av hyperspektralt mikroskop
MERK: En oversikt over det hyperspektrale bildesystemet er gitt i figur 2a, med hovedkomponentene i imageren som beskrives. Bildesystemet kan brukes til påvisning av den synlige eller nesten infrarøde (NIR)-utslippet fra en prøve. Avhengig av hvilke...

<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 bildeprotokollen her beskrevet gir en enkel tilnærming som gjør det mulig å få spektroskopisk informasjon på nøyaktige steder av prøven. Ved hjelp av det beskrevne oppsettet kan romlig oppløsning (x og y-tilordning) nå ned til 0,5 μm, mens spektraloppløsningen kan være på 0,2 nm for kartleggingen på det synlige området og 0,6 nm for NIR-området. y
For å gjennomføre hyperspektral kartlegging på en enkelt krystall, følger prøveforberedels...

Hyperspektral Imaging (HSI) er en teknikk som genererer et romlig kart der hver x-y-koordinate inneholder en spektral informasjon som kan være basert på noen form for spektroskopi, nemlig fotoluminescens, absorpsjon og spredning spektroskopi1,2,3. Som et resultat oppnås et 3-dimensjonalt sett med data (også kalt "hyperspektral kube") hvor x-y-koordinatene er de romlige aksene og z-koordinaten er spektralinformasjonen fra den analyserte prøven. z Derfor inneholder hyperspektral kube både romlig og spektral informasjon, noe som gir en mer detaljert spektroskopi av prøven enn tradisjonell spektroskopi. Mens HSI har vært kjent i årevis innen fjernmåling (f.eks. geologi, næringsmiddelindustri4),dukket det nylig opp som en innovativ teknikk for karakterisering av nanomaterialer., 2,,5 eller sonder for biomedisinske applikasjoner3,,6,7,8. Generelt sett er det ikke begrenset til UV/synlig/nær-infrarød (NIR)-domenet, men kan også utvides ved hjelp av andre strålingskilder, for eksempel røntgenstråler – for eksempel for å karakterisere elementær fordeling i forskjellige materialer9 – eller Terahertz-stråling, hvor HSI ble brukt til å utføre termisk sensing i biologisk vev8. Videre har fotoluminescenskartlegging blitt kombinert med Raman kartlegging for å undersøke de optiske egenskapene til monolayer MoS210. Likevel, blant de rapporterte anvendelsene av optisk HSI, er det fortsatt bare noen få eksempler på HSI av lanthanide-baserte materialer11,12,13,14,15,16,17. For eksempel kan vi sitere: påvisning av kreft i vev6, analyse av lys penetrasjonsdybden i biologiskvev7, multipleksed biologisk bildebehandling3, analyse av multikomponent energioverføring i hybridsystemer11, og undersøkelse av aggregeringsinduserte endringer i spektroskopiske egenskaper av oppkonverterende nanopartikler12. Det er klart attraktiviteten til HSI kommer fra egnetheten for å generere kunnskap om miljøspesifikk luminescens, noe som gir samtidig romlig og spektral informasjon om sonden.
Ved å dra nytte av denne kraftige teknikken beskriver vi her i en protokoll for å undersøke den optiske anisotropien til heterodiukleære Tb3+-Eu3+ enkeltkrystall [TbEu(bpm)(tfaa)6] (Figur 1a)13. Den optiske anisotropien som ble observert, skyldes den forskjellige molekylære emballasjen til Ln3+ ionene i de forskjellige krystalllografiske retningene (Figur 1b),noe som resulterer i noen krystallansikter som viser lysere, andre som viser dimmer fotluminescens. Det ble antydet at den økte lysstyrkeintensiteten ved bestemte ansikter av krystallen var korrelert med mer effektiv energioverføring langs de krystalllografiske retningene der Ln3 +··· I3 + ion avstander var den korteste13.
Motivert av disse resultatene foreslår vi etablering av en detaljert metodikk for å analysere optisk anisotropi gjennom HSI, åpne banen for bedre forståelse av ion-ion energioverføringsprosesser og tunable selvlysende egenskaper som stammer fra spesifikk molekylær ordning18,19. Disse struktur-egenskaper relasjoner har blitt anerkjent som viktige aspekter for innovative optiske materialer design inkludert, men ikke begrenset til waveguide systemer og opto-magnetiske lagringsenheter på nano og mikroskala - adressering etterspørselen etter mer effektive og miniatyriserte 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 arbeidet beskriver vi en protokoll for en ny anvendelse av hyperspektral avbildning (HSI) i analysen av selvlysende lanthanide (Ln3+)-baserte molekylære enkeltkrystaller. Som representativt eksempel valgte vi en enkelt krystall av heterodiukleære Ln-baserte komplekset [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2'-bipyrimidine, tfaa– =1,1,1-trifluoroacetylacetonate) som viser lyse synlige utslipp under UV-eksitasjon. HSI er en ny teknikk som kombinerer 2-dimensjonal romlig avbildning av en selvlysende struktur med spektral informasjon fra hver piksel av det oppnådde bildet. Spesielt hsi på enkeltkrystaller i [Tb-Eu] komplekset gitt lokal spektral informasjon avslørevariasjon av luminescence intensitet på forskjellige punkter langs de studerte krystaller. Disse endringene ble tilskrevet den optiske anisotropien som finnes i krystallen, noe som skyldes den forskjellige molekylære emballasjen til Ln3 + ioner i hver av retningene til krystallstrukturen. HSI heri beskrevet er et eksempel på egnetheten av en slik teknikk for spektro-romlige undersøkelser av molekylære materialer. Likevel, viktigst, denne protokollen kan lett utvides for andre typer selvlysende materialer (for eksempel mikron-størrelse molekylære krystaller, uorganiske mikropartikler, nanopartikler i biologiskvev, eller merkede celler, blant andre), åpner mange muligheter for dypere undersøkelse av struktur-eiendom relasjoner. Til syvende og sist vil slike undersøkelser gi kunnskap som skal utnyttes til prosjektering av avanserte materialer for et bredt spekter av applikasjoner fra bioimaging til teknologiske applikasjoner, for eksempel waveguides eller optoelektroniske enheter.

For å illustrere konfigurasjonen av hyperspektralt mikroskop for datainnhentingen på en Ln-basert, molekylær enkeltkrystall (dvs. [TbEu(bpm) (tfaa)6], Figur 1a), Figur 2 viser en oversikt over systemet samt riktig plassering av de optiske kuber i oppsettet. Figur 3 viser et skjermbilde av PHySpec-programvaren som inneholder menyene som ble brukt under HSI-oppkjøpet. Figur 4 og <strong cla...

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 presenterer vi en protokoll for å oppnå selvlysende hyperspektrale bildedata og analysere optiske anisotropifunksjoner av lanthanide-baserte enkeltkrystaller ved hjelp av et Hyperspektralt bildesystem.

Hyperspektral avbildning som et verktøy for å studere optisk anisotropi i Lanthanide-baserte 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 bildebehandling gjør det mulig å anskaffe spektroskopisk informasjon på nøyaktige steder i en prøve. For eksempel, for avduking av optisk anisotropi på et enkelt krystallnivå. Generering av både spektrale og romlige data av en prøve gir mulighet for en mer detaljert undersøkelse av prøven enn det som er mulig ved enten spektroskopi eller fluorescensmikroskopi alene.Et stort antall justerbare parametere som påvirker oppløsningen kan virke overveldende i begynnelsen. Å lage en sjekkliste kan imidlertid hjelpe deg med å gjøre deg kjent med systemet. Denne teknikken krever manuell justering av bildemaskinvaren samt programvaremanipulering.Det er viktig å illustrere begge aspektene visuelt for å vise hvordan begge metodene utfyller hverandre. Å demonstrere prosedyren med Nelson Rutajoga vil være Emily Rodrigues, postdoktor ved laboratoriet mitt. Hvis du vil konfigurere bildebehandlingskonfigurasjonen for hyperspektral bildetilordning, fra mikroskopstadiet og følge utslippsstrålebanen mot detektorene, la posisjonen være for en optisk kube rett ved siden av det optiske mikroskopet ledig og plasser den konokale mikroskopoptiske kuben i den posisjonen som leder utslippet fra prøven gjennom den synlige lysbanen.Når du ser langs den optiske banen mot detektoren, plasserer du den synlige optiske kuben som inneholder det dichroiske speilet og filtrene for å rette det synlige utslippet til deteksjonsbanen i sin posisjon. Fortsett banen mot detektoren, plasser den konokale pinhole optiske kuben i riktig posisjon for å lede lyset gjennom den synlige lysdeteksjonsbanen og følge denne banen, plasser den konfokale spektrometeroptiske kuben i riktig posisjon slik at det avgitte lyset når detektoren. Når alle kubene er på plass, justerer du detektorens spalteåpning manuelt slik at den samsvarer med størrelsen på det valgte pinhullet.Deretter velger du blenderåpningen til pinhole i PHySpec-programvaren. For hyperspektral bildekartlegging av terbium europium bi-pyrimidin trifluoroacetylacetonate enkelt krystall, manuelt plassere 20 ganger målet for det optiske mikroskopet under prøven og trykk på den hvite knappen på venstre side av mikroskopet for å slå på det hvite lyset. Vri knappen under knappen for å justere lysstyrken.Sett fremre knott på høyre side av mikroskopet til R for å sende 20 % av signalet til kameraet og 80 % av signalet til detektoren. Trykk på spill av i fargekameravinduet på PHySpec-programvaren for å starte en live-skanning. Hvis fargekameravinduet viser et for mørkt eller svart bilde, øker du eksponeringstiden og/eller forsterkningen under fanen fargekamera.Hvis bildet er for lyst, reduserer du eksponeringstiden og/eller duker verdien. Hvis du vil fokusere på prøven, vrir du knottene på mikroskopet for å justere avstanden mellom målet i scenen og åpne bredbåndslampelukkeren for å tillate UV-eksitasjon av prøven. Vri deretter intensitetsknappen til ønsket posisjon for å kontrollere intensiteten på bredbåndslampens eksitasjon.Klikk Vis/skjul skalalinjen for å legge til en skalalinje i det optiske mikroskopibildet med lyst felt av krystallen og observere et bilde av krystallen under UV full eller begrenset belysning. Hvis du vil velge mellom begrenset belysning eller en bred feltbelysning, bruker du pinnen og knottene til å justere størrelsen på UV-lampefeltåpningen. I kategorien SpectraPro SP 2300 velger du en bølgelengde for å observere prøveutslippene og justere eksponeringstiden for detektoren.Hvis du vil hente den hyperspektrale kuben i sequenceren, klikker du pluss for å legge til en ny node og klikker Konocal Imager. Klikk Multi-Spectrum Acquisition og skriv inn ønsket X- og Y-posisjonsantall, samt ønsket trinnstørrelse. Velg maskinvarealternativet for kamerasynkronisering og synlig utslippstilordning, og klikk på ok.Klikk den nylig tilføyde multispektrumanskaffelseslinjen i sequenceren for å utheve noden, og klikk Spill av for å kjøre den valgte noden. For analyse av de fangede hyperspektrale bildedataene, for eksempel for en spektral fordeling av et bilde, velger du Data og Beskjær og Bøling og bøy i Behandling-menyen for å øke signal-til-støyforholdet for bildet. For en profil for utslippsintensitet høyreklikker du på kubebildet og velger Opprett X-profil for analyse av én linje.Dra for å velge området og høyreklikk på interesseområdet. Hvis du vil velge Legg til i graf. For å vise utslippsintensiteten som en funksjon av målets fysiske posisjon.Intensitetsprofilen vises i den nye grafen. Hvis du vil ha et utslippsspektrum av et bestemt område i prøven, holder du markøren over kubebildet, høyreklikker og klikker Rektangelvalg. Dra og klikk for å tegne markeringsfiguren over ønsket område.Høyreklikk deretter på interesseområdet og velg Legg til utvalg i graf. I vinduet Legg til i graf velger du Opprett en ny graf for å vise målspekulativ for utslipp, og klikker på ok. Lagre deretter det oppkjøpte spekteret før du velger en ny region.Her vises et lystfeltbilde av en krystall som er tatt opp etter justering av prøven i riktig fokus. Den nålelignende morfologien til krystallen kan observeres tydelig. Her kan bilder av samme krystall under UV-eksitasjon med enten full belysning eller lokalt begrenset belysning observeres.Den begrensede belysningen kan brukes til å undersøke effekten av energi eller lysoverføring i krystallen som kan utløse bølgeguidelignende oppførsel. For eksempel, i dette bildet, oppdages et sterkt utslipp på et punkt som ikke er direkte under eksitasjon, noe som tyder på at effektiv energimigrasjon finner sted gjennom krystallen. Fra den oppkjøpte hyperspektrale kuben er det også mulig å få spektralfordelingen i form av et bilde, som representerer en bestemt bølgelengde.Intensitetsprofilen til en bestemt utslippsbølgelengde og utslippsspektra ved en hvilken som helst piksel eller et område av den oppkjøpte hyperspektrale kuben. For eksempel viser utslippsspektraet for denne analysen de mest karakteristiske utslippsbåndene til europiumionen. Videre indikerer romlig profil langs de forskjellige krystallansiktene et lysere utslipp på spissen og sidesiden og kan korreleres med lanthanide / lanthanide ion avstander i de tre romlige retninger.For å få et godt signal i en rimelig opptakstid for hyperspektral kube, er det viktig å justere mikroskopkonfigurasjoner, fokus og detektoreksponeringstid. Utslipp UV eksitasjon og synlige utslipp, kan denne teknikken utføres ved hjelp av nær infrarød eksitasjon og nær infrarød utslipp deteksjon. Dette gjør at det kan være aktuelt for et stort utvalg av selvlysende materialer.Korrelasjon av optiske signaler med en rekke avhengige funksjoner gjør denne teknikken svært interessant for undersøkelse av struktur / eiendomsforhold, inkludert in-vitro vurdering av nano-bio interaksjoner.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Syntese og Peeling av Discotic Zirkonium Fosfater henter Kolloidalt Liquid Crystals

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 eksplosjon Imaging som et verktøy til å skille mellom 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

Målinger av langtrekkende elektronisk sammenhenger under Femtosecond Diffraksjon eksperimenter utført på nanokrystaller av 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

Elektrokjemiske impedans spektroskopi som et verktøy for elektrokjemiske Rate 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

Farge stikkprøve som Presumptive verktøy for rask påvisning av syntetisk katinoner

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 molekylær motorer på overflater for enkelt molekylær Imaging

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 (andre) FTIR Spektroskopi som et verktøy for undersøkelse av gass / solid interaksjon: Vannforbedret CO2 Adsorpsjon i UiO-66 Metal-Organic Framework

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 for beregning av optisk absorpsjon spectra og optoelektroniske egenskaper 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

Massespektrometristyrt genomgruvedrift som et verktøy for å avdekke 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

Atomkraftmikroskopi kombinert med infrarød spektroskopi som et verktøy for å sondere enkeltbakteriekjemi

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