高光谱成像作为研究基于兰塔尼的分子单晶光学自给性的工具
Summary
在这里，我们提出了一个协议，以获得发光高光谱成像数据，并使用高光谱成像系统分析基于兰他尼的单晶体的光自给特征。
Abstract
在本作品中，我们描述了高光谱成像（HSI）在分析基于发光的蓝硅（Ln3+）分子单晶时的新应用协议。作为具有代表性的例子，我们选择了基于异核Ln的复合物[TbEu（bpm）（tfaa）6] （bpm=2，2′-双丙氨酸，tfaa= =1，1，1-三氟乙酰聚酰亚酸盐）的单晶，在紫外线激发下表现出明亮的可见发射。6HSI是一种新兴技术，将发光结构的二维空间成像与所获取图像的每个像素的光谱信息相结合。具体来说，[Tb-Eu] 复合体单晶上的HSI提供了局部光谱信息，揭示了所研究晶体不同点的发光强度变化。这些变化归因于晶体中的光学自给性，这是由于Ln3+离子在晶体结构的每个方向中不同的分子包装造成的。本文描述的HSI是这种技术适合分子材料光谱空间研究的一个例子。然而，重要的是，该协议可以很容易地扩展到其他类型的发光材料（如微米大小的分子晶体，无机微粒，生物组织中的纳米粒子，或标记的细胞等），为更深入地研究结构与性质的关系开辟了许多可能性。最终，此类调查将为从生物成像到技术应用（如波导或光电器件）等各种应用的高级材料工程提供可供利用的知识。
Introduction
高光谱成像（HSI）是一种生成空间地图的技术，其中每个x-y坐标包含一个光谱信息，这些信息可以基于任何类型的光谱学，即光致发光、吸收和散射光谱1,1、2、3。,3因此，获得了一组三维数据集（也称为”高光谱立方体”），其中x-y坐标为空间轴，z坐标是分析样本的光谱信息。因此，高光谱立方体包含空间和光谱信息，比传统光谱学对样品进行更详细的光谱研究。,6,7,虽然HSI在遥感领域（如地质学、食品工业4）已有多年所知，但最近它已成为一种用于生物医学应用的纳米材料2、55或探针的特性创新2技术。一般来说，它不限于紫外线/可见/近红外（NIR）领域，而且还可以使用其他辐射源，如X射线扩展，例如，为了描述不同材料9或Terahertz辐射中的元素分布特征，其中HSI用于在生物组织8中进行热传传。此外，光致发光映射与拉曼映射相结合，以探测单层MoS210的光学特性。然而，在光学HSI的应用中，关于基于兰他尼的材料的HSI的例子仍然只有几个例子：11、12、13、14、15、16、17。11,12,13,14,15,16,17例如，我们可以举一个例子：发现组织中的癌症6，分析生物组织中的光穿透深度7，多路复用生物成像3，混合系统中多组分能量转移分析11，以及研究向上转换纳米粒子的聚合诱导光谱特性变化12。显然，HSI的吸引力源于它适合生成关于环境特定发光的知识，同时提供有关探测器的空间和光谱信息。
利用这一强大的技术，本文描述了一种研究异核Tb3+-Eu3+单晶[TbEu（bpm）（tfaa）6] （6图1a）13的光学自给性的协议。13观测到的光相向异性是由于Ln3+离子在不同晶体方向中的分子包装不同（图1b），导致一些晶体表面显示更亮，其他晶体表面显示发光。有人建议，晶体特定表面的发光强度增加与Ln3=[]的晶体方向的更有效能量传输有关。Ln3+ ion 距离最短的13。
在这些结果的激励下，我们建议建立一个详细的方法，通过HSI分析光学各向异性，为更好地了解电离能量转移过程和特定分子排列产生的可调发光特性开辟道路。,19这些结构特性关系被公认为创新光学材料设计的重要方面，包括但不限于纳米和微尺度的波导系统和光磁存储设备，满足对更高效、小型化光学系统20的需求。
Protocol
Representative Results
Discussion
此处描述的高光谱成像协议提供了一种直接的方法，允许在样品的精确位置获取光谱信息。使用所述设置，空间分辨率（x和y映射）可以达到 0.5 μm，而可见范围内的映射的光谱分辨率可以达到 0.2 nm，NIR 范围的光谱分辨率为 0.6 nm。
为了对单个晶体进行高光谱映射，样品制备遵循一个简单的过程：晶体可以简单地放置在玻璃显微镜幻灯片上，根据需要由盖玻璃覆?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者感谢渥太华大学化学和生物分子科学系的迪伦·埃鲁拉特先生和穆拉利·穆鲁格苏教授提供[TbEu（bpm）（tfaa）6] 单晶。6E.M.R.、N.R.和E.H.感谢渥太华大学、加拿大创新基金会和加拿大自然科学和工程研究理事会（NSERC）提供的财政支助。
Materials
| Microscope glass slides | FisherBrand | 12-550-15 | Glass slides used for sample preparation |
| Visible and Near Infrared Hyperspectral Confocal Imager | PhotonETC | Microscope used for the analysis, builted according to the user needs, therefore it is no catalog number |
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