Name: direct comparison of hyperspectral stimulated raman scattering and coherent anti-stokes raman scattering microscopy for chemical imaging
Uploaded: 2022-04-28T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Comparison of Hyperspectral Stimulated Raman Scattering and Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy for Chemical Imaging at JoVE.com

Bu araştırma Purdue Üniversitesi Kimya Bölümü başlangıç fonu tarafından desteklenmiştir.

1. Hiperspektral CRS görüntüleme için enstrümantal kurulum
NOT: CRS sinyalinin oluşturulması, yüksek güçlü (yani sınıf 3B veya sınıf 4) lazerlerin kullanılmasını gerektirir. Güvenlik protokolleri ele alınmalı ve bu kadar yüksek tepe güçlerinde çalışırken her zaman uygun kişisel koruyucu ekipman (KKD) giyilmelidir. Denemeden önce uygun belgelere başvurun. Bu protokol, ışın yolunu tasarlamaya, femtosaniye darbelerini cıvıl cı Bu hiperspektral C...

Burada sunulan protokol, multimodal CRS mikroskobunun yapımını ve CARS ile SRS görüntüleme arasındaki doğrudan karşılaştırmayı açıklamaktadır. Mikroskop yapımı için kritik adımlar mekansal ve zamansal ışın örtüşmesi ve ışın boyutu optimizasyonudur. SNR'yi optimize etmek ve Raman kaymalarını kalibre etmek için biyolojik görüntülemeden önce DMSO gibi standart bir numune kullanılması önerilir. CARS ve SRS görüntüleri arasındaki doğrudan karşılaştırma, CARS'ın daha iyi bir uza...

Raman saçılma fenomeni ilk olarak 1928'de C. V. Raman1 tarafından gözlemlenmiştir. Bir olay fotonu bir örnekle etkileşime girdiğinde, fotonun enerji değişiminin analiz edilen kimyasal türlerin titreşimsel geçişiyle eşleştiği elastik olmayan bir saçılma olayı kendiliğinden meydana gelebilir. Bu işlem kimyasal etiket kullanımını gerektirmez, bu da onu numune bozulmasını en aza indirirken kimyasal analiz için çok yönlü, etiketsiz bir araç haline getirir. Avantajlarına rağmen, spontan Raman saçılması, analiz2 için uzun edinme süreleri gerektiren düşük bir saçılma kesitinden (tipik olarak kızılötesi [IR] absorpsiyon kesitinden 1011 daha düşük) muzdariptir. Bu nedenle, Raman saçılma işleminin hassasiyetini artırma arayışı, Raman teknolojilerini gerçek zamanlı görüntüleme için zorlamak için çok önemlidir.
Raman saçılmasının hassasiyetini büyük ölçüde arttırmanın etkili bir yolu, moleküler titreşimsel geçişleri uyarmak için tipik olarak iki lazer darbesinin kullanıldığı tutarlı Raman saçılma (CRS) işlemleridir 3,4. İki lazer arasındaki foton enerji farkı, örnek moleküllerin titreşim modlarıyla eşleştiğinde, güçlü Raman sinyalleri üretilecektir. Görüntüleme için en sık kullanılan iki CRS işlemi, tutarlı anti-Stokes Raman saçılması (CARS) ve uyarılmış Raman saçılmasıdır (SRS)5. Son yirmi yılda, teknolojik gelişmeler, biyolojik numunelerdeki kimyasal değişikliklerin etiketsiz nicelleştirilmesi ve aydınlatılması için güçlü araçlar haline gelmek üzere CARS ve SRS mikroskopi tekniklerini geliştirmiştir.
CARS mikroskobu ile kimyasal görüntüleme, Duncan ve ark.6 tarafından gösterilen CARS görüntülerini elde etmek için lazer taramanın ilk kez uygulandığı 1982 yılına tarihlenebilir. CARS mikroskobunun modernizasyonu, lazer taramalı multifoton floresan mikroskopi7'nin geniş uygulamalarından sonra büyük ölçüde hızlandırılmıştır. Xie grubunun yüksek tekrarlama oranlı lazerler kullanan erken çalışmaları, CARS'ı biyolojik örneklerdeki moleküllerin karakterizasyonu için yüksek hızlı, etiketsiz, kimyasal bir görüntüleme platformu haline getirdi 8,9,10. CARS görüntüleme için en önemli sorunlardan biri, görüntü kontrastını azaltan ve Raman spektrumunu bozan rezonans olmayan bir arka planın varlığıdır. Rezonans olmayan arka plan 11,12,13,14,15'i azaltmak veya CARS spektrumu 16,17'den rezonans Raman sinyallerini çıkarmak için birçok çaba sarf edilmiştir. Alanı büyük ölçüde geliştiren bir diğer gelişme, her görüntü pikselinde gelişmiş kimyasal seçicilik18,19,20,21 ile spektral haritalamaya izin veren hiperspektral CARS görüntülemedir.
Uyarılmış Raman saçılması (SRS),22 yıl önce keşfedilmesine rağmen, CARS'tan daha genç bir görüntüleme teknolojisidir. 2007 yılında, SRS mikroskobu düşük tekrarlama oranlı lazer kaynağı23 kullanılarak rapor edilmiştir. Kısa süre sonra, birkaç grup yüksek tekrarlama oranlı lazerler kullanarak yüksek hızlı SRS görüntüleme gösterdi24,25,26. SRS mikroskopisinin CARS üzerindeki en büyük avantajlarından biri, rezonans olmayan arka plan27'nin olmamasıdır, ancak çapraz faz modülasyonu (XPM), geçici absorpsiyon (TA), iki foton absorpsiyonu (TPA) ve fototermal (PT) etkisi gibi diğer arka planlar SRS28 ile ortaya çıkabilir. Ek olarak, SRS sinyali ve numune konsantrasyonu, ikinci dereceden bir sinyal-konsantrasyon bağımlılığına sahip olan CARS'ın aksine doğrusal ilişkilere sahiptir29. Bu, kimyasal niceliği ve spektral karıştırmayı basitleştirir. Çok renkli ve hiperspektral SRS, 30,31,32,33,34,35,36 farklı formlarda evrimleşmiştir ve spektral odaklama kimyasal görüntüleme için en popüler yaklaşımlardan biridir 37,38.
Hem CARS hem de SRS, sinyal uyarımı için moleküllerin titreşimsel geçişine uymak için pompanın ve Stokes lazer ışınlarının numuneye odaklanmasını gerektirir. CARS ve SRS mikroskopları da birçok ortak noktayı paylaşır. Bununla birlikte, bu iki sürecin altında yatan fizik ve bu mikroskopi teknolojilerinde yer alan sinyal tespitleri3,39 eşitsizliklere sahiptir. CARS, net foton-molekül enerji kuplajına sahip olmayan parametrik bir işlemdir3. Bununla birlikte, SRS, parametrik olmayan bir süreçtir ve fotonlar ile moleküler sistemler arasındaki enerji transferine katkıda bulunur27. CARS'da, anti-Stokes frekansında yeni bir sinyal üretilirken, SRS, pompa ve Stokes lazer ışınları arasındaki enerji transferi olarak kendini gösterir.
CARS sinyali Eq (1)28'i tatmin eder.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63677/63677eq1v2.png" style="margin: auto;"> (1)
Bu arada SRS sinyali Eq (2)28 olarak yazılabilir.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63677/63677eq2v2.png" style="margin: auto;">(2)
Burada, I p, I s, I CARS ve ΔISRS, sırasıyla pompa ışınının, Stokes ışınının, CARS sinyalinin ve SRS sinyallerinin yoğunluklarıdır. χ(3), numunenin üçüncü dereceden doğrusal olmayan optik duyarlılığıdır ve gerçek ve hayali parçalardan oluşan karmaşık bir değerdir.
Bu denklemler, CARS ve SRS'nin spektral profillerini ve sinyal-konsantrasyon bağımlılığını ifade eder. Fizikteki farklılıklar, bu iki mikroskopi teknolojisi için farklı algılama şemalarına neden olur. CARS'ta sinyal algılama genellikle yeni üretilen fotonların spektral olarak ayrılmasını ve bir fotoçarpan tüpü (PMT) veya şarj bağlantılı cihaz (CCD) kullanılarak algılanmasını içerir; SRS için, pompa ve Stokes ışınları arasındaki enerji alışverişi genellikle bir optik modülatör kullanılarak yüksek hızlı yoğunluk modülasyonu ve kilitli bir amplifikatör ile eşleştirilmiş bir fotodiyot (PD) kullanılarak demodülasyon ile ölçülür.
Son yıllarda hem CARS hem de SRS alanlarında birçok teknolojik gelişme ve uygulama yayınlanmış olmasına rağmen, özellikle hiperspektral CARS ve SRS mikroskopisi için iki CRS tekniğinin sistematik bir karşılaştırması aynı platformda yapılmamıştır. Hassasiyet, uzamsal çözünürlük, spektral çözünürlük ve kimyasal ayırma yeteneklerindeki doğrudan karşılaştırmalar, biyologların kimyasal niceleme için en iyi yöntemi seçmelerine izin verecektir. Bu protokolde, femtosaniye lazer sistemine ve spektral odaklamaya dayalı hem hiperspektral CARS hem de SRS modaliteleri ile multimodal bir görüntüleme platformu oluşturmak için ayrıntılı adımlar sağlanmaktadır. İki teknik, spektral çözünürlük, algılama duyarlılığı, uzamsal çözünürlük ve hücrelerin görüntüleme kontrastları için ileri yönde karşılaştırılmıştır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2D galvo scanner set</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>GVS002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acousto-optic modulator</td>
			<td>Isomet</td>
			<td>M1205-P80L-0.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AOM driver</td>
			<td>Isomet</td>
			<td>532B-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>PCle 6363</td>
			<td>Custom ordered filter (980 sp)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delay stage</td>
			<td>Zaber</td>
			<td>X-LSM050A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deuterium oxide</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>151882-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic mirror for beam combination</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DMLP1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic mirror for signal separation</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF776-Di01-25x36</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>MiliporeSigma</td>
			<td>200-664-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MIA PaCa 2 Cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-1420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femtosecond laser system</td>
			<td>Spectral Physics</td>
			<td>InSightX3+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter for CARS</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>AT655/30m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter for SRS</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET980sp</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>Rigol</td>
			<td>DG1022Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass rods</td>
			<td>Lattice Electro Optics</td>
			<td>SF-57</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Half-wave plate</td>
			<td>Newport</td>
			<td>10RP02-51; 10RP02-46</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW 2020</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>This is the image acquisition software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lock-in amplifier</td>
			<td>Zurich Instrument</td>
			<td>HF2LI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope housing</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51W1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective lens</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>UPLSAPO60XW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Origin Pro 2019b</td>
			<td>OriginLab Corporation</td>
			<td></td>
			<td>This is the spectral fitting software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>TBS2204B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>S3994-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMT detector</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>H7422P-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMT voltage amplifier</td>
			<td>Advanced Research Instrument Corp.</td>
			<td>PMT4V3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizing beamsplitter cube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PBS255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terminal block</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>BNC-2110</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct comparison of hyperspectral stimulated raman scattering and coherent anti-stokes raman scattering microscopy for chemical imaging

Uyarılmış Raman saçılması (SRS) ve tutarlı anti-Stokes Raman saçılması (CARS) mikroskobu en yaygın kullanılan tutarlı Raman saçılma görüntüleme teknolojileridir. Hiperspektral SRS ve CARS görüntüleme, her pikselde Raman spektral bilgisi sunar ve bu da farklı kimyasal bileşimlerin daha iyi ayrılmasını sağlar. Her iki teknik de iki uyarma lazeri gerektirse de, sinyal algılama şemaları ve spektral özellikleri oldukça farklıdır. Bu protokolün amacı, hem hiperspektral SRS hem de CARS görüntülemeyi tek bir platformda gerçekleştirmek ve farklı biyolojik örnekleri görüntülemek için iki mikroskopi tekniğini karşılaştırmaktır. Spektral odaklama yöntemi, femtosaniye lazerler kullanılarak spektral bilgi elde etmek için kullanılır. Standart kimyasal numuneler kullanılarak, SRS ve CARS'ın aynı uyarma koşullarında (yani, numunedeki güç, piksel bekleme süresi, objektif lens, darbe enerjisi) hassasiyeti, uzamsal çözünürlüğü ve spektral çözünürlüğü karşılaştırılır. Biyolojik örnekler için CARS ve SRS'nin görüntüleme kontrastları yan yana getirilir ve karşılaştırılır. CARS ve SRS performanslarının doğrudan karşılaştırılması, kimyasal görüntüleme için modalitenin optimal seçimine izin verecektir.

Spektral çözünürlüğün karşılaştırılması Şekil 2, bir DMSO örneği kullanarak hiperspektral SRS (Şekil 2A) ve CARS (Şekil 2B) mikroskobunun spektral çözünürlüğünü karşılaştırır. SRS spektrumu için, spektruma uyacak şekilde iki Lorentzian fonksiyonu (protokol adım 2.3'e bakınız) uygulandı ve 2.913 cm-1 tepe noktası kullanılarak 14.6 cm-1'lik bir çözünü...

Watch this Scientific Journal Video about Direct Comparison of Hyperspectral Stimulated Raman Scattering and Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy for Chemical Imaging at JoVE.com

Direct Comparison of Hyperspectral Stimulated Raman Scattering and Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy for Chemical Imaging

Bu makale, aynı mikroskop platformuna entegre edilmiş uyarılmış Raman saçılmasının (SRS) ve tutarlı anti-Stokes Raman saçılmasının (CARS) çözünürlüğünü, hassasiyetini ve görüntüleme kontrastlarını doğrudan karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, CARS'ın daha iyi bir uzamsal çözünürlüğe sahip olduğunu, SRS'nin daha iyi kontrastlar ve spektral çözünürlük sağladığını ve her iki yöntemin de benzer hassasiyete sahip olduğunu göstermektedir.

Kimyasal Görüntüleme için Hiperspektral Uyarılmış Raman Saçılması ve Tutarlı Anti-Stokes Raman Saçılma Mikroskobunun Doğrudan Karşılaştırılması

Stimulated Raman scattering (SRS) and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy are the most widely used coherent Raman scattering imaging ...

Bu protokol, tutarlı anti-Stokes Raman saçılması ve uyarılmış Raman saçılma süreçleri de dahil olmak üzere en yaygın kullanılan iki hiperspektral tutarlı Raman saçılma tekniğini karşılaştırır ve bu, biyologların biyolojik uygulamaları için en iyi görüntüleme yöntemini seçmelerini sağlar. İçsel titreşimsel imzaları kullanarak, tutarlı Raman spektroskopisi, eksojen etiketlemeye gerek kalmadan kimyasal bilgileri ve biyolojik numuneleri haritalayabilir. Tutarlı Raman mikroskobu, hücresel metabolizma, haritalama, ilaç dağılımları, hastalık teşhisi ve kimyasal değişikliklerin ölçülmesi konusundaki anlayışımızı genişletmiştir.Bu, hem optik hem de spektroskopide yeterli eğitim gerektiren bir tekniktir. Bu tekniği kullanmadan önce birkaç inceleme makalesi okumanızı ve bir uzman tarafından eğitilmenizi tavsiye ederim. Başlamak için, bir kapak kayması üzerine çift taraflı bir bant parçası yerleştirerek görüntüleme slaytlarını hazırlayın ve numunenin yerleştirilmesi için açık bir alan oluşturmak üzere bandın ortasından bandın küçük bir dikdörtgen şeklini kesin.Pipet 1 ila 2 mikrolitre saf DMSO ve damlacığı boşluğun merkezine dağıtın. Üst kapak kaymasını dikkatlice yerleştirin ve DMSO numunesinin bandın kenarlarına temas etmediğinden emin olurken odayı kapatmak için kapak kaymalarının kenarlarını yavaşça yerleştirin. Hassasiyet deneyleri için,% 50 ila% 0'lık bir konsantrasyon aralığı vermek için döteryum oksitte DMSO'nun seri seyreltmelerini hazırlayın Her çözeltiden 1 ila 2 mikrolitre alın ve daha önce gösterildiği gibi preslenmiş numuneler hazırlayın.Numuneyi mikroskop aşamasına yerleştirin ve objektif lens veya kondenser için gerekirse su veya daldırma yağı ekleyin. DMSO damlacığının kenarını görüş alanında düzgün bir şekilde hareket ettirin ve objektif lensi en iyi odak için ayarlayın, ardından Kohler aydınlatma yöntemini kullanarak kondenseri ortalayın ve kondenserdeki diyaframı tamamen açın. Daha sonra, 2913 dalga numarası CH3 zirvesini hedeflemek için pompa ışını dalga boyunu 800 nanometreye ayarlayın ve yarım dalga plakasını ayarlayarak mikroskoptan önce hem pompanın hem de Stokes ışınının gücünü yaklaşık 30 miliwatt'a ayarlayın.SRS için, kilitlenme amplifikatörü kazancını 7 mikrosaniyelik bir zaman sabitiyle yaklaşık 10'a ayarlayarak zaman sabitinin piksel bekleme süresinden daha küçük olmasını sağlayın. Görüntü alma parametrelerini ve yakalama yazılımını, yaklaşık 100 x 100 mikrometre tarama boyutunda 200 x 200 piksel numarası kullanarak ayarlayın, görüntünün hem DMSO damlacığını hem de boş bir alanı içerdiğinden emin olun, ardından numuneyi tarayın ve görüntüyü bilgisayar ekranında kontrol edin. Ardından, gerçek zamanlı görüntüleri izlerken Stokes pompa ışınındaki motorlu gecikme görüntüsünü tarayın ve sinyal en üst düzeye çıkarılana kadar gecikmeyi tarayın.DMSO damlacığını tüm görüş alanını kaplayacak şekilde hareket ettirin ve sinyal pompa ışınına bağımlı olduğu için DC sinyal maksimumunun görüntüde ortalanıp ortalanmadığını kontrol edin. Pompa ışınının konumunu bir ayna aracılığıyla veya görüntüleme yazılımındaki voltaj ofsetini ayarlayın. DC optimizasyonundan sonra, eşik değerini görüntüde doygunluğun ortalandığını kontrol ederken yaklaşık %50 doygunluk gösterecek şekilde ayarlayarak AC sinyali en üst düzeye çıkana kadar Stokes ışın aynalarını ayarlayın.Değilse, aynalara yalnızca Stokes ışınında ince ayar yapın ve hizalama sırasında sinyali, hizalamanın kalitesi hakkında gerçek zamanlı geri bildirim olarak izleyin. SNR analizi için ImageJ yazılımını açın ve kaydedilen DMSO örnek metin dosyasını Dosya'ya, ardından İçe Aktar'a ve ardından açılır menüden Metin Görüntüsü ve Aç seçeneklerine tıklayarak içe aktarın. Görüntü içe aktarıldıktan sonra, Parlaklık ve Kontrast işlevini açmak için Control Shift C düğmesine basın, ardından maksimum örnek sinyalini bulmak için DMSO örneğinin bölgesi doygun görünene kadar Parlaklık ve Kontrast işlevindeki Otomatik düğmesine basın.Ardından, ImageJ arayüzündeki Oval seçim aracını tıklayın ve doymuş DMSO bölgesinin küçük bir alanını vurgulayın. Vurguladıktan sonra, seçilen alanın ortalama ve standart sapmasını ölçmek için M tuşuna basın. Arka planı ölçmek için, boş bölgenin sinyali gözlemlenene kadar Parlaklık ve Kontrast işlevindeki çubukları ayarlayın, ardından Oval seçimi tıklayın ve seçilen bölgenin DMSO içermediğinden emin olarak arka planın bir bölgesini vurgulayın.Daha sonra, seçilen alanın istatistiklerini ölçmek için M tuşuna basın. Ardından, standart sapma ile birlikte gürültü ortalama değerini ve sinyal ortalama değerini ölçerek SNR'yi daha önce gösterildiği gibi hesaplayın. Hiperspektral CRS görüntülerini işlemek için, açılır menüden Dosya'ya, ardından İçe Aktar, Metin Görüntüsü ve Aç seçeneklerine tıklayarak metin dosyasını içe aktarın.İçe aktarıldıktan sonra, dosyayı bir görüntü yığınına dönüştürmek için Görüntü'ye, ardından Yığınlar'a, ardından Araçlar ve Yığına Montaj seçeneklerine tıklayın, ardından ilk DMSO zirvesi görünene kadar montaj arasında gezinin. DMSO'da bir bölge seçin ve Görüntü'ye tıklayın, ardından yoğunluğa karşı kare numarası spektrumunu çizmek için Yığın ve Z ekseni Profilini Çiz seçeneklerine tıklayın. Ardından, Liste'ye tıklayın ve ham spektral verileri çıkarmak için profil verilerini kopyalayın.Kurtarılan spektrumu frekans birimlerine dönüştürmek için, DMSO'dan gelen simetrik ve asimetrik CH gerilmesini ve bunlara karşılık gelen kare numaralarını kullanarak doğrusal bir regresyon gerçekleştirin. DMSO'nun spektral çözünürlüğü, SRS'nin daha iyi bir spektral çözünürlüğe sahip olduğunu gösteren, sırasıyla 14.6 ve 17.1 dalga sayısı çözünürlüğünü gösteren bir hiperspektral SRS ve CARS mikroskobu kullanılarak ölçülmüştür. DMSO SRS spektrumları, 2913 dalga sayısındaki zirvenin birincisinde çözülebildiği, ancak ikincisinde çözülemediği% 0.1 ve% 0.01 konsantrasyonlarında elde edildi, bu da algılama sınırının% 0.1 ila% 0.01 DMSO arasında olduğunu gösteriyor.Faz alınan CARS spektrumları, DMSO 2913 dalga sayısı zirvesinin% 0.1 DMSO için açıkça çözülebileceğini,% 0.01'in bu iki konsantrasyon arasında bir algılama sınırını göstermediğini göstermektedir. Bir MIA PaCA-2 hücresinin SRS ve CARS yoğunluk profilleri, SRS sinyalinin 398.6 nanometre çözünürlük verdiğini, CARS sinyalinin ise 330.3 nanometrenin 1.2 kat daha iyi çözünürlüğünü verdiğini gösterdi. Farklı optik gecikme konumlarındaki MIA PaCa-2 hücrelerinden gelen SRS ve CARS görüntüleri, lipit damlacıkları ile en güçlü sinyalleri SRS için parlak noktalar olarak gösterirken, CARS çok daha düşük kontrastlara sahiptir.Bununla birlikte, spektral odaklamadaki 37 dalga sayılı kırmızı kayma, hem SRS hem de CARS için lipit kontrastlarını geliştirdi. SRS spektrumları, lipit damlacıkları için 2850 dalga sayısında diğer organellere göre çok daha güçlü bir sinyal gösterirken, CARS spektrumları küçük bir kırmızı kayma gösterir. Tutarlı Raman saçılma sinyalini optimize etmek için, önce örnek odağı bulun, ardından optik gecikmeyi ayarlayın ve son olarak, maksimum seviyeye ulaşılana kadar aynalara ince ayar yapın.Geçici absorpsiyon gibi diğer pompa probu teknolojileri, CRS platformuna doğal olarak entegre edilmiştir. Bu teknoloji, floresan olmayan molekülleri emen güçlü ışığın absorpsiyon kinetiğini ölçmek için çok güçlüdür. Bu teknik, araştırmacıların küçük molekülleri yüksek kimyasal hücre aktivitesine sahip etiketsiz bir şekilde görmelerini sağlar.Ayrıca araştırmacıların lipit metabolizması, hücre içi dinamikler ve ilaç dağılımlarındaki değişiklikleri görmelerini sağlar.

Research

JoVE Journal

Chemistry

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

Kimyasal bulaşanların Hızlı Algılama için Raman Spektroskopisi Tahlili Geliştirilmiş A Filtre tabanlı Yüzey

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Yeşil Solventler kullanma Biyopolimer Aerogels Hazırlanması

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

Dinamik ışık saçılımı Mikroskopi Bulanık Çözümleri Tane Büyüklüğü Dağılımının Ölçümü

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

A Novel Technique for Raman Analysis of Highly Radioactive Samples Using Any Standard Micro-Raman Spectrometer

Herhangi bir standart mikro-Raman spektrometresi ile yüksek radyoaktif Örneklerin Raman Analizi için yeni bir teknik

A novel approach for the Raman measurement of nuclear materials is reported in this paper. It consists of the enclosure of the radioactive sample in a ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

Aydınlatma nötron saçılma kullanarak konjuge polimer jelleri yapısını etkilerinin izlenmesi

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...

Observation and Analysis of Blinking Surface-enhanced Raman Scattering

Gözlem ve yüzey gelişmiş Raman saçılması yanıp sönen analizi

From a single molecule at a silver nanoaggregate junction, blinking surface-enhanced Raman scattering (SERS) is observed. Here, a protocol is presented on ...

Application of Voltage in Dynamic Light Scattering Particle Size Analysis

Dinamik Işık Saçılma Parçacık Boyut Analizinde Gerilim Uygulaması

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional ÃƒÂÃ¢â€šÂ¬-conjugate Systems

Ultrahızlı Zaman Çözümlü Yakın-IR Uyarılmış Raman Fonksiyonel π-konjuge Sistemlerinin Ölçümleri

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

Neutron Crystallography Data Collection and Processing for Modelling Hydrogen Atoms in Protein Structures

Protein Yapılarında Hidrojen Atomlarının Modellenmesi için Nötron Kristalografisi Veri Toplama ve İşleme

Neutron crystallography is a structural technique that allows determination of hydrogen atom positions within biological macromolecules, yielding ...

﻿Analyzing the Heterogeneous Performance of Single Nanoparticles with Electrochemical Methods

Tracking Electrochemistry on Single Nanoparticles with Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy and Microscopy

Tracking Electrochemistry on Single Nanoparticles with Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy and Microscopy (Video) | JoVE 

Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılma Spektroskopisi ve Mikroskobu ile Tek Nanopartiküller Üzerinde Elektrokimyanın İzlenmesi

Studying electrochemical reactions on single nanoparticles is important to understand the heterogeneous performance of individual nanoparticles. This ...