Rejet de fond de fluorescence de résonance et spontanée microspectroscopie Raman

Résumé

Nous discutons de la construction et l'exploitation d'un système optique complexe non linéaire qui utilise ultrarapide tout-optiques de commutation pour isoler Raman de signaux de fluorescence. Grâce à ce système, nous sommes en mesure de séparer les signaux succès Raman et de fluorescence en utilisant des énergies d'impulsion et de puissances moyennes qui restent biologiquement sûrs.

Résumé

Spectroscopie Raman est souvent en proie à un fond fluorescent intense, surtout pour les échantillons biologiques. Si un échantillon est excité par un train d'impulsions ultra-rapides, un système qui peut séparer temporairement spectralement chevauchement des signaux sur une échelle de temps picoseconde permet d'isoler rapidement arriver Raman de la lumière diffusée à partir de fin-lumière de fluorescence qui arrivent. Ici, nous discutons de la construction et l'exploitation d'un système optique complexe non linéaire qui utilise tout-optiques de commutation sous la forme d'un portail de faible puissance Kerr optique d'isoler les signaux Raman et de fluorescence. Une seule 808 nm laser avec 2,4 W de puissance moyenne et de 80 MHz taux de répétition est divisée, avec environ 200 mW de lumière 808 nm étant converti en <5 mW de 404 nm de lumière envoyée sur l'échantillon pour exciter la diffusion Raman. Le reste de lumière inconvertis 808 nm est ensuite envoyé à un milieu non linéaire où il agit comme la pompe pour l'obturateur tout-optique. L'obturateur s'ouvre et se ferme en 800 fs avec une efficacité maximale d'environ 5%. Grâce à ce système, nous sommes en mesure de séparer les signaux succès Raman et de fluorescence à un taux de répétition de 80 MHz en utilisant des énergies d'impulsion et de puissances moyennes qui restent biologiquement sûrs. Parce que le système n'a pas de capacité de réserve en termes de puissance optique, nous détaillons quelques considérations de conception et de l'alignement que l'aide à maximiser le débit du système. Nous discutons également de notre protocole pour l'obtention du chevauchement spatial et temporel du signal et des poutres de pompe dans le milieu Kerr, ainsi que d'un protocole détaillé pour l'acquisition spectrale. Enfin, nous rapportons un des résultats représentatifs de quelques spectres Raman, obtenu en présence d'une forte fluorescence à l'aide de notre temps de déclenchement du système.

Protocole

1. Certaines précautions doivent être prises dans la préparation et à placer un échantillon Raman dans ce système.

1. Parce que le système permet généralement l'utilisation d'objectifs très élevés ouverture numérique avec de très courtes distances de travail, les échantillons sont placés sur une lamelle. Les échantillons biologiques sont généralement placés sur une lamelle d'épaisseur n ° 1 monté dans une chambre de la cellule Attofluor (Invitrogen, Carlsbad, CA).
2. Les échantillons liquides, en particulier ceux toxique pour les humains, sont placés dans une petite bouteille de verre avec une lamelle collée à l'ouverture au moyen d'une résine époxy de....

Discussion

Le domaine de la spectroscopie Raman biomédicale a constaté un intérêt croissant au cours des dernières années en raison de son potentiel démontré pour résoudre plusieurs défis difficiles dans le diagnostic biologique. Par exemple, les spectres Raman ont été montré pour avoir une valeur diagnostique dans le cancer de détection ^{3, 4, 5, 6.} La spectroscopie Raman a également été utilisée dans la quantification bactérienne ^{7, 8} et ⁹ réponse aux médicaments bactérienne. Il a également trouvé.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Nom	Société	Nombre de catalogue	Commentaires
Lentilles	Thorlabs	Divers	Tous les verres traités à avoir des pertes de transmission maximale de 1% chaque
Accordable Ti: Sapph au laser	Cohérente	Caméléon	30 nJ, 200 fs, 80 MHz
40X objectif à immersion	Olympus	UApo/340	NA = 1,35
Microscope inversé	Olympus	IX-71	Mise à jour pour enlever toutes les lentilles dans le port côté
La moitié lame d'onde	Thorlabs	AHWP05M-600
Polariseur Glan-Thompson	Thorlabs	GTH10M	~ Perte de transmission de 10%
Spectromètre	PI Acton	SP2300i
CCD	PI Acton	Pixis 100B
Logiciels mathmatical	The MathWorks	MATLAB	Version 2008a
Faraday isolateur	EOT	BB8-5I
Piézo-électrique miroir	Newport	AG-M100
BBO de cristal	CASIX	personnalisée	1 mm d'épaisseur
Filtre passe-bande 1	Andover	008FC14	808 ± 0,4 nm
Miroir dichroïque	Semrock	FF662-FDI01	bord de bande à 662 nm
Longue filtre passe-	Semrock	BLP01-405R	bord de bande à 417 nm
Filtre passe-bande 2	Semrock	FF02-447/60	417-447 nm
CS 2	Sigma-Aldrich	335266	99% de pureté
Coumarine 30	Sigma-Aldrich	546127	99% de pureté
Huile à immersion	Cargille	16242	Type de DF