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

Yazarlar [TbEu(bpm)(tfaa)6] tek kristaller sağlanması için Ottawa Üniversitesi Kimya ve Biyomoleküler Bilimler Bölümü'nden Sayın Dylan Errulat ve Prof Muralee Murugesu teşekkür ederim. E.M.R, N.R. ve E.H. Ottawa Üniversitesi, Kanada Yenilik Vakfı (CFI) ve Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC) tarafından sağlanan mali desteği minnetle kabul etmektedir.

DİkKAT: Görüntüleyiciyi çalıştırırken her zaman kullanılan uyarma dalga boyuna özel güvenlik gözlükleri kullanılması tavsiye edilir.
1. Hiperspektral mikroskobun konfigürasyonu
NOT: Hiperspektral görüntüleme sistemine genel bir bakış Şekil 2a'daverilmiştir ve görüntüleyicinin ana bileşenleri açıklanmaktadır. Görüntüleme sistemi, bir numuneden görünür veya yakın kızılötesi (NIR) emisyonunun saptanma...

<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>

Burada açıklanan hiperspektral görüntüleme protokolü, numunenin kesin konumlarında spektroskopik bilgi elde edilmesine olanak tanıyan basit bir yaklaşım sağlar. Açıklanan kurulum kullanılarak, uzamsal çözünürlük(x ve y eşleme) 0,5 μm'ye kadar, spektral çözünürlük görünür aralıktaki eşleme için 0,2 nm ve NIR aralığında 0,6 nm olabilir.
Tek bir kristal üzerinde hiperspektral haritalama yapmak için, örnek hazırlama kolay bir prosedür izler...

Hiperspektral Görüntüleme (HSI) her x-y koordinatspektroskopi, yani fotolüminesans, emilim ve saçılma spektroskopi1,2,,3her türlü dayalı olabilir bir spektral bilgi içeren bir mekansal harita üreten bir tekniktir . Sonuç olarak, x-y koordinatlarının uzamsal eksenler, z koordinatı ise analiz edilen örnekteki spektral bilginin olduğu 3 boyutlu bir veri kümesi ("hiperspektral küp" olarak da adlandırılır) elde edilir. Bu nedenle, hiperspektral küp geleneksel spektroskopik daha örnek daha ayrıntılı bir spektroskopik araştırma sağlayan, hem mekansal hem de spektral bilgi içerir. HSI uzaktan algılama alanında yıllardır bilinen iken(örneğin,, jeoloji, gıda sanayi4),son zamanlarda nanomalzemelerin karakterizasyonu için yenilikçi bir teknik olarak ortaya çıktı2,5 veya biyomedikal uygulamalar için problar3,6,7,8. Genel olarak konuşursak, UV /görünür/yakın kızılötesi (NIR) etki alanı ile sınırlı değildir, ancak x-ışınları gibi diğer radyasyon kaynakları kullanılarak da genişletilebilir – örneğin farklı malzemelerdeki elementdağılımını karakterize etmek için9 – veya HSI'nin biyolojik dokularda termal algılama yapmak için kullanıldığı Terahertz radyasyonu8. Ayrıca, fotolüminesans haritalama Raman haritalama monolayer MoS210optik özelliklerini araştırmak için birleştirilmiştir. Ancak, optik HSI bildirilen uygulamalar arasında, lantanit tabanlı malzemelerin HSI üzerinde hala sadece birkaç örnek vardır11,12,,13,14,15,16,17. Örneğin, biz alıntı olabilir: dokularda kanser tespiti6, biyolojik dokularda ışık penetrasyon derinliği analizi7, çok katlı biyolojik görüntüleme3, hibrid sistemlerde çok bileşenli enerji transferinin analizi11, ve nano tanecikleri upconverting spektroskopik özellikleri agregasyon kaynaklı değişikliklerin araştırılması12. Açıkçası, HSI çekiciliği çevreye özgü lüminesans hakkında bilgi üretmek için uygunluğu kaynaklanmaktadır, prob hakkında eşzamanlı mekansal ve spektral bilgi sağlayan.
Bu güçlü teknikten yararlanarak heterodinuclear Tb3+-Eu3+ tek kristal [TbEu(bpm)(tfaa)6](Şekil 1a)13'ünoptik asiztropisini araştırmak için bir protokol açıklıyoruz. Gözlenen optik aizotropi, ln3+ iyonlarının farklı kristalografik yönlerde(Şekil 1b)farklı moleküler ambalajından kaynaklanır ve bu da bazı kristal yüzlerin daha parlak, bazılarının ise dimmer fotolüminesans göstermesiyle sonuçlanmıştır. Kristalin belirli yüzlerindeki artan parlaklık yoğunluğunun, Ln3+··· Ln3+ iyon mesafeleri en kısa13idi.
Bu sonuçlardan motive olarak, hsi üzerinden optik aizotropi analiz etmek için ayrıntılı bir metodoloji kurulmasını öneriyoruz, iyon-iyon enerji transfer süreçlerinin daha iyi anlaşılması için yol açılması ve belirli moleküler düzenleme kaynaklanan tunable luminescent özellikleri18,19. Bu yapı özellikleri ilişkileri dahil olmak üzere yenilikçi optik malzeme tasarımı için önemli yönleri olarak kabul edilmiştir, ancak nano ve mikro ölçekte dalga kılavuzu sistemleri ve opto-manyetik depolama cihazları ile sınırlı değildir - daha verimli ve minyatür optik sistemler için talep ele20.

<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

Bu çalışmada, parlak lantanit (Ln3+) tabanlı moleküler tek kristallerin analizinde hiperspektral görüntülemenin (HSI) yeni bir uygulaması için bir protokol açıklanmıştır. Temsili örnek olarak, uv uyarma altında parlak görünür emisyon sergileyen heterodinuclear Ln tabanlı kompleksin [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2'-bipyrimidine, tfaa– =1,1,1-trifloroacetylacetonate) tek bir kristal seçti. HSI, Elde edilen görüntünün her pikselinden elde edilen spektral bilgilerle ışıldayan bir yapının 2 boyutlu uzamsal görüntülemesini birleştiren yeni ortaya çıkan bir tekniktir. Özellikle, [Tb-Eu] kompleksinin tek kristalleri üzerindeki HSI, incelenen kristaller boyunca farklı noktalardaki parlaklık yoğunluğunun değişimini açıklayan yerel spektral bilgiler sağladı. Bu değişiklikler, kristal yapısının her bir yönünde Ln3+ iyonlarının farklı moleküler ambalajından kaynaklanan kristaldeki optik aizotropiye atfedilmiştir. Burada açıklanan HSI, moleküler malzemelerin spektro-mekansal incelemeleri için bu tekniğin uygunluğunun bir örneğidir. Ancak, daha da önemlisi, bu protokol kolayca parlak malzemelerin diğer türleri için uzatılabilir (mikron boyutlu moleküler kristaller gibi, inorganik mikro tanecikleri, biyolojik dokularda nano tanecikleri, ya da etiketli hücreler, diğerleri arasında), yapı-mülkiyet ilişkilerinin daha derin soruşturma için birçok olasılık açılması. Sonuç olarak, bu tür araştırmalar, biyogörüntülemeden dalga kılavuzları veya optoelektronik cihazlar gibi teknolojik uygulamalara kadar çok çeşitli uygulamalar için gelişmiş malzemelerin mühendisliğinde kullanılacak bilgi sağlayacaktır.

Ln tabanlı, moleküler tek kristal (yani, [TbEu(bpm)(tfaa)6], Şekil 1a)üzerinde veri toplama için hiperspektral mikroskobun yapılandırmasını göstermek için, Şekil 2, sistemin genel görünümünü ve optik küplerin kuruluma doğru yerleşimini gösterir. Şekil 3, HSI edinimi sırasında kullanılan menüleri içeren PHySpec yazılımının ekran çekimini gösterir. Şekil 4 ve <...

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

Burada, parlak hiperspektral görüntüleme verilerini elde etmek ve hiperspektral görüntüleme sistemi kullanarak lantanit bazlı tek kristallerin optik asiztropi özelliklerini analiz etmek için bir protokol sıyoruz.

Lantanit Bazlı Moleküler Tek Kristallerde Optik Asiztropi Çalışma Aracı Olarak Hiperspektral Görüntüleme

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

Hiperspektral görüntüleme, bir örnek içinde kesin konumlarda spektroskopik bilgi elde edilmesine olanak sağlar. Örneğin, optik aizotropinin tek bir kristal seviyesinde ortaya konmanedeni. Bir numunenin hem spektral hem de mekansal verilerinin üretimi, numunenin sadece spektroskopi veya floresan mikroskopi ile mümkün olandan daha ayrıntılı bir şekilde araştırılmasını sağlar.Çözünürlüğü etkileyen çok sayıda ayarlanabilir parametre ilk başta ezici görünebilir. Ancak, bir denetim listesi oluşturma sistemi tanıma ile yardımcı olabilir. Bu teknik, görüntüleme donanımının manuel olarak alanınyanı sıra yazılım manipülasyonunu da gerektirir.Her iki yöntemin birbirini nasıl tamamlardığını görsel olarak göstermek önemlidir. Nelson Rutajoga'yla prosedürü göstermek Emily Rodrigues olacak, laboratuvarımdaki doktora sonrası araştırmacı. Hiperspektral görüntüleme haritalama için görüntüleyici yapılandırmasını ayarlamak için, mikroskop aşamasından başlayıp dedektörlere doğru emisyon ışını yolunu takip ederek, optik mikroskop boşunun hemen yanında optik bir küp için pozisyon bırakın ve görünür ışık yolundan örnekten gelen salınımı yönlendiren bu konuma konfokal mikroskop optik küpü yerleştirin.Dedektöre doğru optik yol boyunca bakıldığında, görünür emisyonkonumunu algılama yoluna yönlendirmek için dikroik ayna ve filtreler içeren görünür optik küp yerleştirin. Dedektöre doğru giden yolu devam ederek, ışığı görünür ışık algılama yolundan yönlendirmek için confocal iğne deliği optik küpünü doğru konuma yerleştirin ve bu yolu izleyerek, yayılan ışığın dedektöre ulaşması için konfokal spektrometre optik küpü uygun konuma yerleştirin. Tüm küpler yerindeyken, dedektörün yarık açıkmasını seçilen iğne deliğinin boyutuyla eşleşecek şekilde manuel olarak ayarlayın.Daha sonra, PHySpec yazılımında, iğne deliğinin diyafram açıklığını seçin. Terbiyum europium bi-pirimidin trifloroacetylacetonate tek kristalhiperspektral görüntüleme haritalama için, el ile örnek altında optik mikroskop 20 kez objektif konumlandırmak ve beyaz ışık açmak için mikroskop sol tarafında beyaz düğmeye basın. Parlaklığı ayarlamak için düğmenin altındaki düğmeyi çevirin.Sinyalin %20'sini kameraya, %80'ini de dedektöre göndermek için mikroskobun sağ tarafındaki ön kolu R'ye ayarlayın. Canlı bir tbmkasyon başlatmak için PHySpec yazılımındaki renkli kamera penceresinde oynat'a basın. Renkli kamera penceresi çok koyu veya siyah bir görüntü gösteriyorsa, renk kamerası sekmesinin altındaki pozlama süresini ve/veya kazanç değerini artırın.Görüntü çok parlaksa, pozlama süresini ve/veya kazanç değerini azaltın. Örneğe odaklanmak için, sahnedeki amaç arasındaki mesafeyi ayarlamak için mikroskopun düğümlerini çevirin ve numunenin UV uyarılmasına izin vermek için geniş bant lamba deklanşörünü açın. Daha sonra geniş bant lambauyarma yoğunluğunu kontrol etmek için istenilen konuma yoğunluk bünyeği açın.Kristalin parlak alan optik mikroskopi görüntüsüne bir ölçek çubuğu eklemek ve UV tam veya sınırlı aydınlatma altında kristalin görüntüsünü gözlemlemek için ölçek çubuğunu göster/Gizle'yi tıklatın. Sınırlı aydınlatma veya geniş alan aydınlatması arasında seçim yapmak için, UV lamba alanı diyafram boyutunu ayarlamak için sopa ve düğümleri kullanın. SpectraPro SP 2300 sekmesi altında, numune emisyonuna dikkat etmek ve dedektörün pozlama süresini ayarlamak için bir dalga boyu seçin.Sıralayıcıdaki hiperspektral küpü elde etmek için yeni bir düğüm eklemek için artı'yı tıklatın ve Confocal Imager'ı tıklatın. Çok Spektrumlu Edinme'yi tıklatın ve istediğiniz X ve Y konum sayılarını ve istediğiniz adım boyutunu girdi. Kamera eşitleme ve görünür emisyon eşleme için donanım seçeneğini seçin ve tamam'ı tıklatın.Sıralayıcıda, düğümü vurgulamak için yeni eklenen çok spektrumlu edinme satırını tıklatın ve seçili düğümü çalıştırmak için Oynat'ı tıklatın. Yakalanan hiperspektral görüntüleme verilerinin analizi için, örneğin, bir görüntünün spektral dağılımı için, İşleme menüsünde, görüntünün gürültü oranına sinyali artırmak için Veri ve Kırpma ve Büküm'u seçin. Emisyon yoğunluğu profili için küp resmine sağ tıklayın ve bir satırın analizi için X-Profile Oluştur'u seçin.Alanı seçmek için sürükleyin ve ilgi alanı nın üzerine sağ tıklayın. Grafiğe Ekle'yi seçmek için. Emisyon yoğunluğunu hedefin fiziksel konumunun bir fonksiyonu olarak görüntülemek için.Yoğunluk profili yeni grafikte görünür. Örneğin belirli bir alanının emisyon spektrumu elde etmek için imleci küp resminin üzerine kaydırın, sağ tıklatın ve Dikdörtgen Seçimi'ni tıklatın. Seçim şeklini istenilen bölgenin üzerine çizmek için sürükleyin ve tıklatın.Ardından ilgi çeken bölgeye sağ tıklayın ve Grafiğe Seçim Ekle'yi seçin. Grafi Ye Ekle penceresinde, hedefin emisyon spektrumlarını görüntülemek için Yeni Grafik Oluştur'u seçin ve tamam'ı tıklatın. Ardından, yeni bir bölge seçmeden önce edinilen spektrumu kaydedin.Burada, numuneyi uygun odakta ayarladıktan sonra kaydedilen kristalin parlak alan görüntüsü gösterilir. Kristalin iğne benzeri morfolojisi açıkça görülebilir. Burada, uv uyarma altında aynı kristal görüntüleri ya tam aydınlatma veya yerel sınırlı aydınlatma ile görülebilir.Sınırlı aydınlatma dalga kılavuzu benzeri davranışı tetikleyebilir kristal içinde enerji veya ışık transferi etkilerini araştırmak için kullanılabilir. Örneğin, bu resimde, etkin enerji göçünkristal üzerinden gerçekleştiğini düşündüren, doğrudan uyarma altında olmayan bir noktada güçlü bir emisyon algılanır. Edinilen hiperspektral küpten, belirli bir dalga boyunu temsil eden bir görüntü şeklinde spektral dağılımı elde etmek de mümkündür.Belirli bir emisyon dalga boyu ve alınan hiperspektral küpün herhangi bir piksel veya alanında emisyon spektrumlarının yoğunluk profili. Örneğin, bu analiz için emisyon spektrumları europium iyonun en karakteristik emisyon bantlarını gösterir. Ayrıca, farklı kristal yüzler boyunca uzamsal profil uç ve yan yüzlerde daha parlak bir emisyon gösterir ve üç mekansal yönde lantanit / lantanit iyon mesafeleri ile ilişkili olabilir.Hiperspektral küpün makul bir kayıt süresi içinde iyi bir sinyal elde etmek için mikroskop yapılandırmalarını, odaklamayı ve dedektör maruz kalma süresini ayarlamak önemlidir. EmisyonUV uyarma ve görünür emisyon, bu teknik yakın kızılötesi uyarma ve yakın kızılötesi emisyon algılama kullanılarak yapılabilir. Bu, çok çeşitli parlak malzemeler için uygulanabilir olmasını sağlar.Optik sinyallerin bir dizi bağımlı özellik ile korelasyon bu tekniği nano-biyo etkileşimlerin in-vitro değerlendirilmesi de dahil olmak üzere yapı/ mülkiyet ilişkilerinin araştırılması için çok ilginç hale getirir.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Sentezi ve diskotik Zirkonyum Fosfatların Eksfoliasyon Kolloidal Sıvı Kristaller Edinme

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

Hipoglisemi arasında ayırt etmek için bir araç olarak Coulomb patlama görüntüleme

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

Bukminsterfuleren Nanocrystals üzerinde gerçekleştirilen Femtosecond kırınım deneyler sırasında uzun menzilli elektronik korelasyon ölçümleri

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

Elektrokimyasal empedans spektroskopisi elektrokimyasal oranı sürekli tahmini için bir araç olarak

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

Renk sentetik Cathinones hızlı tespiti için meşru bir araç olarak nokta testi

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

Işık odaklı moleküler motorlar yüzeylerde tek moleküler görüntüleme için

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 Gaz/Katı Etkileşiminin Araştırılmasında Bir Araç Olarak FTIR Spektroskopisi: UiO-66 Metal-Organik Çerçevede Suyla Geliştirilmiş CO2 Adsorpsiyonu

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

Moleküler Agrega ve Katıların Optik Soğurma Spektrumları ve Optoelektronik Özelliklerini Hesaplamak için Eksitonik 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

Yeni Doğal Ürünleri Ortaya Çıkarmak İçin Bir Araç Olarak Kütle Spektrometresi Güdümlü Genom Madenciliği

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

Atomik Kuvvet Mikroskopisi, Tek Bakteri Kimyasını Araştırmak için Bir Araç Olarak Kızılötesi Spektroskopi ile Birleştirildi

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