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

Författarna tackar Dylan Errulat och prof. Muralee Murugesu från Institutionen för kemi och biomolekylära vetenskaper vid Universitetet i Ottawa för tillhandahållandet av [TbEu(bpm)(tfaa)6] enda kristaller. E.M.R, N.R., och E.H. erkänner tacksamt det ekonomiska stöd som tillhandahålls av University of Ottawa, Canadian Foundation for Innovation (CFI) och Natural Sciences and Engineering Research Council Canada (NSERC).

VARNING: Det rekommenderas att använda skyddsglasögon som är specifika för den excitationsvåglängd som används hela tiden när bildapparaten används.
1. Konfiguration av hyperspektralt mikroskop
OBS: En översikt över det hyperspektrala bildsystemet ges i figur 2a, med de viktigaste komponenterna i bildapparaten som beskrivs. Bildsystemet kan användas för att detektera det synliga eller nära infraröda (NIR) utsläppet från e...

<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 hyperspektrala imaging protokoll här beskrivs ger en enkel metod som gör det möjligt att få spektroskopisk information på exakta platser i provet. Med den beskrivna installationen kan den rumsliga upplösningen(x- och y-mappning) nå ner till 0,5 μm medan spektralupplösningen kan vara 0,2 nm för mappningen inom det synliga området och 0,6 nm för NIR-området.
För att genomföra hyperspektrala kartläggning på en enda kristall följer provberedningen ett enkelt...

Hyperspectral Imaging (HSI) är en teknik som genererar en rumslig karta där varje x-y-koordinat innehåller en spektralinformation som kan baseras på alla typer av spektroskopi, nämligen fotoluminescens, absorption och spridning av spektroskopier1,2,3. Som ett resultat erhålls en 3-dimensionell uppsättning data (även kallad "hyperspektrala kub") där x-y-koordinaterna är de rumsliga axlarna och z-koordinaten är den spektrala informationen från det analyserade provet. z Därför innehåller hyperspektrala kuben både rumslig och spektral information, vilket ger en mer detaljerad spektroskopi undersökning av provet än traditionell spektroskopi. Medan HSI har varit känt i flera år inom fjärranalys (t.ex. geologi, livsmedelsindustri4),framträdde det nyligen som en innovativ teknik för karakterisering av nanomaterial., 2,,5 eller sonder för biomedicinska tillämpningar3,,6,7,8. Generellt sett är det inte begränsat till UV / synlig / nära infraröd (NIR) domän, men kan också utökas med hjälp av andra strålkällor, såsom röntgenstrålar - till exempel för att karakterisera elementär distribution i olika material9 - eller Terahertz strålning, där HSI användes för att utföra termisk avkänning i biologiska vävnader8. Vidare har fotoluminiscenskartläggning kombinerats med Raman-kartläggning för att undersöka de optiska egenskaperna hos monolayer MoS210. Bland de rapporterade tillämpningarna av optisk hsi finns det dock fortfarande bara ett fåtal exempel på HSI för lanthanidbaserade material11,,12,13,,14,,15,16,17. Till exempel kan vi citera: upptäckt av cancer i vävnader6, analys av ljuspenetrationsdjupet i biologiska vävnader7, multiplex biologisk avbildning3, analys av multikomponentenergiöverföring i hybridsystem11, och undersökning av aggregering-inducerad förändringar i spektroskopiska egenskaper upconverting nanopartiklar12. Det är tydligt att HSI:s attraktionskraft beror på dess lämplighet att generera kunskap om miljöspecifik luminescens, vilket ger samtidig rumslig och spektral information om sonden.
Dra nytta av denna kraftfulla teknik vi häri beskriva ett protokoll för att undersöka den optiska anisotropin av heterodinuklear Tb3 +-Eu3 + enda kristall [TbEu (bpm) (tfaa)6] (Figur 1a)13. Den optiska anisotropi som observerades berodde på de olika molekylära förpackning av Ln3 + joner i de olika kristallografiska riktningar (figur 1b), vilket resulterar i vissa kristall ansikten visar ljusare, andra visar dimmer photolumineescence. Det föreslogs att den ökade luminescensintensiteten vid kristallens specifika ansikten korrelerades med effektivare energiöverföring längs de kristallografiska riktningar där Ln3+··· Ln3 + jon avstånd var den kortaste13.
Motiveras av dessa resultat, föreslår vi inrättandet av en detaljerad metod för att analysera optisk anisotropi genom HSI, vilket öppnar vägen för bättre förståelse av jon-jon energiöverföring processer och avstämbara självlysande egenskaper som härrör från specifika molekylära arrangemang18,19. Dessa struktur-egenskaper relationer har erkänts som viktiga aspekter för innovativa optiska material design inklusive, men inte begränsat till waveguide system och opto-magnetiska lagringsenheter på nano och mikroskala - ta itu med efterfrågan på effektivare och miniatyriserade optiska system20.

<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 detta arbete beskriver vi ett protokoll för en ny tillämpning av hyperspektrala imaging (HSI) i analysen av självlysande lanthanide (Ln3 +)-baserade molekylära enstaka kristaller. Som representativt exempel valde vi en enda kristall av heterodinuklear Ln-baserade komplex [TbEu(bpm) (tfaa)6] (bpm =2,2'-bipyrimidin, tfaa– =1,1,1-trifluoroacetylacetonate) uppvisar ljusa utsläpp under UV-excitation. HSI är en framväxande teknik som kombinerar 2-dimensionell rumslig avbildning av en självlysande struktur med spektralinformation från varje pixel i den erhållna bilden. Närmare bestämt gav HSI på enstaka kristaller av [Tb-Eu] komplexa lokal spektralinformation avtäckningen variation av luminescensintensiteten vid olika tidpunkter längs de studerade kristallerna. Dessa ändringar tillskrivades till den optiska anisotropin som var närvarande i kristallen, som resulterar från den olika molekylära emballagen av Ln3+ joner i varje av riktningarna av kristallen strukturerar. HSI häri beskrivs är ett exempel på lämpligheten av sådan teknik för spektro-rumsliga undersökningar av molekylära material. Men, viktigt, detta protokoll kan lätt förlängas för andra typer av självlysande material (såsom mikron-stora molekylära kristaller, oorganiska mikropartiklar, nanopartiklar i biologiska vävnader, eller märkta celler, bland annat), vilket öppnar många möjligheter för djupare undersökning av struktur-egendom relationer. I slutändan kommer sådana undersökningar att ge kunskap som ska utnyttjas i konstruktionen av avancerade material för ett brett spektrum av tillämpningar, från bioimaging till tekniska tillämpningar, såsom vågledare eller optoelektroniska enheter.

För att illustrera konfigurationen av hyperspektralt mikroskop för datainsamlingen på en Ln-baserad, molekylär enda kristall (dvs. [TbEu(bpm)(tfaa)6], figur 1a), visar figur 2 en översikt över systemet samt rätt placering av de optiska kuberna i installationen. Bild 3 visar en skärmdump av PHySpec-programvaran som innehåller de menyer som användes vid HSI-förvärvet. Figur 4 och <s...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att erhålla självlysande hyperspektrala bilddata och för att analysera optiska anisotropi funktioner i lanthanide-baserade enstaka kristaller med hjälp av en Hyperspectral Imaging System.

Hyperspektrala imaging som ett verktyg för att studera optisk anisotropi i Lanthanide-baserade molekylära enstaka kristaller

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

Hyperspektral avbildning möjliggör anskaffning av spektroskopisk information på exakta platser inom ett prov. Till exempel, för avtäckningen av optisk anisotropi på en enda kristallnivå. Genereringen av både spektrala och rumsliga data av ett prov möjliggör en mer detaljerad undersökning av provet än vad som är möjligt genom antingen spektroskopi eller fluorescensmikroskopi ensam.Ett stort antal justerbara parametrar som påverkar upplösningen kan verka överväldigande i början. Men att göra en checklista kan hjälpa till med att bekanta dig med systemet. Denna teknik kräver manuell justering av bildåtergivningsmaskinvaran samt mjukvarumanipulation.Det är viktigt att illustrera båda aspekterna visuellt för att visa upp hur båda metoderna kompletterar varandra. Demonstrera förfarandet med Nelson Rutajoga kommer att Emily Rodrigues, post-doktor vid mitt laboratorium. För att ställa in imager-konfigurationen för hyperspektral avbildningsmappning, med utgångspunkt från mikroskopstadiet och följa utsläppsstrålevägen mot detektorerna, lämna positionen för en optisk kub precis intill det optiska mikroskopet vakant och placera den optiska kuben för konfokalmikroskop i det läget som leder utstrålningen från provet genom den synliga ljusvägen.Om du tittar längs den optiska vägen mot detektorn, placera den synliga optiska kuben som innehåller den dichroic spegeln och filter för att rikta den synliga utsläpp till detekteringsvägen i sitt läge. Fortsätter vägen mot detektorn, placera confocal pinhole optisk kub i rätt läge för att rikta ljuset genom synligt ljus detekteringsvägen och efter denna väg, placera konfokal spektrometer optisk kub i lämpligt läge så att det avgivna ljuset når detektorn. När alla kuberna är på plats, justera manuellt detektorns slitsöppning för att matcha storleken på det valda hålhålet.Välj sedan i PHySpec-programvaran tapphålets bländare. För hyperspektrala bildframställning kartläggning av terbium europium bi-pyrimidin trifluoracetylacetonate enda kristall, manuellt placera 20 gånger objektivet av det optiska mikroskopet under provet och tryck på den vita knappen på vänster sida av mikroskopet att slå på det vita ljuset. Vrid på vredet under knappen för att justera ljusstyrkan.Ställ in framåtvred på mikroskopets högra sida på R för att skicka 20%av signalen till kameran och 80%av signalen till detektorn. Tryck på play i färgkamerafönstret vid programvaran PHySpec för att initiera en live-skanning. Om färgkamerafönstret visar en för mörk eller svart bild ökar du exponeringstiden och/eller vinstvärdet under färgkamerafliken.Om bilden är för ljus, minska exponeringstiden och/eller förstärkningsvärdet. För att fokusera på provet vrider du på mikroskopets rattar för att justera avståndet mellan målsättningen i scenen och öppna bredbandslampans slutare för att möjliggöra UV-excitering av provet. Vrid sedan intensitetsvredet till önskat läge för att styra intensiteten i bredbandslampans excitering.Klicka på Visa/dölj skalstrecket om du vill lägga till en skalstreck till den optiska mikroskopibilden av kristallen med starkt fält och observera en bild av kristallen under UV-fullständig eller begränsad belysning. För att välja mellan den begränsade belysningen eller en bred fältbelysning, använd stickan och rattarna för att justera storleken på UV-lampans fältöppning. Välj en våglängd för att observera provutsläppet och justera exponeringstiden för detektorn under fliken SpectraPro SP 2300.Om du vill erhålla den hyperspektrala kuben i sequencern klickar du på plus för att lägga till en ny nod och klickar på Confocal Imager. Klicka på Multi-Spectrum Acquisition och mata in önskade X och Y position räknas, samt önskad stegstorlek. Välj alternativet för maskinvara för kamerasynkroniseringen och för synlig utsläppsmappning, och klicka på okej.Klicka på den nyligen tillagda anskaffningslinjen för flera spektrum i sekvenseraren för att framhäva noden och klicka på Spela upp för att köra den markerade noden. För analys av de infångade hyperspektrala bilddata, till exempel för en spektralfördelning av en bild, i menyn Bearbetning, väljer Data och Beskär och Böj för att öka förhållandet mellan signalen och bruset för bilden. För en profil för emissionsintensitet högerklickar du på kubbilden och väljer Skapa X-Profile för analys av en rad.Dra för att markera området och högerklicka på den region av intresse. Så här väljer du Lägg till i graf. Att visa utsläppsintensiteten som en funktion av målets fysiska position.Intensitetsprofilen kommer att visas i den nya grafen. Om du vill få ett emissionsspektrum av ett visst område i provet håller du markören över kubbilden, högerklickar och klickar på Rektangelmarkering. Dra och klicka för att rita markeringsformen över önskad region.Sedan högerklicka på den region av intresse och välj Lägg till val till Graf. I fönstret Lägg till i graf väljer du Skapa en ny graf för att visa målets utsläppspektra och klicka på okej. Spara sedan det förvärvade spektrumet innan du väljer en ny region.Här visas en ljusfältsbild av en kristall som spelats in efter justering av provet i rätt fokus. Kristallens nålliknande morfologi kan tydligt observeras. Här kan man observera bilder av samma kristall under UV-excitering med antingen fullständig belysning eller lokalt instängd belysning.Den begränsade belysningen kan användas för att undersöka effekterna av energi eller ljusöverföring inom kristallen som kan utlösa vågguideliknande beteende. Till exempel i denna bild, är en stark utsläpp upptäcks i en punkt som inte direkt under excitation, vilket tyder på att effektiv energi migration sker genom kristallen. Från den förvärvade hyperspektrala kuben är det också möjligt att få fram den spektrala fördelningen i form av en bild, som representerar en specifik våglängd.Intensitetsprofilen för en specifik emissionsvåglängd och emissionsspektran vid valfri pixel eller område i den förvärvade hyperspektrala kuben. Exempelvis visar utsläppsspektra för denna analys de mest karakteristiska utsläppsbanden av europiumjonen. Dessutom indikerar den rumsliga profilen längs de olika kristallytorna en ljusare emission vid spetsen och sidoytorna och kan korreleras med jonavstånden lanthanid/lanthanid i de tre rumsliga riktningarna.För att få en bra signal i en rimlig inspelningstid av den hyperspektrala kuben är det viktigt att justera mikroskopkonfigurationerna, fokus och detektorexponeringstiden. Utsläpp UV-excitation och synlig emission, denna teknik kan utföras med hjälp av nära infraröd excitation och nära infraröd utsläpp upptäckt. Detta gör det möjligt att vara tillämplig för ett stort utbud av självlysande material.Korrelation av optiska signaler med en rad beroende funktioner gör denna teknik mycket intressant för undersökningen av struktur / egendom relationer, inklusive in vitro-bedömning av nano-bio interaktioner.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Syntes och exfoliering av disko Zirkonium Fosfater Skaffa Colloidal 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 Explosion Imaging som ett verktyg för att skilja mellan stereoisomerer

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

Mätningar av långväga elektroniska korrelationer under femtosekund diffraktion experiment utförs på nanokristaller 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

Elektroimpedansspektroskopi som ett verktyg för elektrokemisk hastighet konstant uppskattning

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

Färg Spot Test som presumtiva verktyg för snabb påvisande av syntetiska 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

Ljus-driven molekylära motorer på ytor för enstaka molekylär avbildning

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 in situ in situ in s FTIR spektroskopi som ett verktyg för undersökning av gas / solid interaktion: Vattenförstärkt CO2 Adsorption i UiO-66 Metall-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 för beräkning optisk absorptionsspektra och optoelektroniska egenskaper hos molekylära aggregat och fasta ämnen

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

Mass pektrometri-guidad genombrytning som ett verktyg för att avslöja nya naturliga 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

Atomic Force mikroskopi kombinerat med infraröd spektroskopi som verktyg för att sondera en bakteriekemi

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