El rechazo de la fluorescencia de fondo en la resonancia y microespectroscopía Raman espontánea
Summary
Se discute la construcción y operación de un complejo sistema no lineal óptico que utiliza ultrarrápida totalmente ópticas de conmutación para aislar Raman de las señales de fluorescencia. El uso de este sistema en el que son capaces de separar con éxito las señales de Raman y de fluorescencia utilizando las energías de pulso y potencias medias que permanecen biológicamente seguros.
Abstract
Espectroscopia Raman es con frecuencia plagados de un fondo fluorescente intensa, particularmente para las muestras biológicas. Si la muestra se excita con un tren de pulsos ultrarrápidos, un sistema que puede separar temporalmente la superposición de señales de espectro en una escala de tiempo de picosegundos puede aislar rápidamente llega la luz Raman dispersada por que llegan tarde de luz fluorescente. Aquí hablamos de la construcción y operación de un complejo sistema no lineal óptico que utiliza todas las ópticas de conmutación en la forma de una puerta ópticas de bajo consumo Kerr para aislar las señales de Raman y de fluorescencia. A solo 808 nm láser con 2,4 W de potencia media y la tasa de 80 MHz se divide la repetición, con aproximadamente 200 mW de luz 808 nm se convierten en <5 mW de luz 404 nm enviado a la muestra para excitar a la dispersión Raman. El resto de la luz convertida nm 808 se envía a un medio no lineal, donde actúa como la bomba para el obturador totalmente ópticas. El obturador se abre y se cierra en 800 fs con la máxima eficiencia de aproximadamente el 5%. El uso de este sistema en el que son capaces de separar con éxito las señales de Raman y de fluorescencia a una velocidad de 80 MHz utilizando la repetición de impulsos y energías potencias medias que permanecen biológicamente seguros. Debido a que el sistema no tiene capacidad de reserva en términos de potencia óptica, que las consideraciones de varios detalles del diseño y la alineación que ayudan a maximizar el rendimiento del sistema. También se analiza el protocolo para la obtención de la superposición espacial y temporal de la señal y las vigas de la bomba en el medio Kerr, así como un protocolo detallado para la adquisición del espectro. Finalmente, se presenta un representante de los resultados de algunos espectros Raman obtenidos en presencia de fuerte fluorescencia utilizando nuestro tiempo-gating sistema.
Protocol
Discussion
El campo de la espectroscopia Raman biomédica ha visto un creciente interés en los últimos años como resultado de su potencial demostrado para la solución de varios problemas difíciles en el diagnóstico biológico. Por ejemplo, los espectros Raman se ha demostrado que tiene valor diagnóstico en la detección del cáncer de 3, 4, 5, 6. La espectroscopía Raman se ha utilizado también en la cuantificación de bacterias 7, 8 y 9 bacteriana respuesta a los fármacos. Se ha encontrad…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue financiado por el premio de la NSF DBI 0852891. Parte de este trabajo también fue financiado por el Centro de Ciencia y Tecnología Biofotónica, uno designado Ciencia NSF y el Centro de Tecnología gestionado por la Universidad de California, Davis, en virtud del Acuerdo de Cooperación No. PHY0120999.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Lenses | ThorLabs | Various | All lenses coated to have maximum transmission losses of 1% each |
| Tunable Ti:Sapph laser | Coherent | Chameleon | 30 nJ, 200 fs, 80 MHz |
| 40X oil immersion objective | Olympus | UApo/340 | NA = 1.35 |
| Inverted microscope | Olympus | IX-71 | Modified to remove all lenses in side port |
| Half wave plate | Thorlabs | AHWP05M-600 | |
| Glan-Thompson polarizer | Thorlabs | GTH10M | ˜10% transmission loss |
| Spectrometer | PI Acton | SP2300i | |
| CCD | PI Acton | Pixis 100B | |
| Mathmatical software | The MathWorks | MATLAB | version 2008a |
| Faraday isolator | EOT | BB8-5I | |
| Piezo-electric mirror | Newport | AG-M100 | |
| BBO crystal | CASIX | custom | 1 mm thickness |
| Bandpass filter 1 | Andover | 008FC14 | 808 ± 0.4 nm |
| Dichroic mirror | Semrock | FF662-FDI01 | band edge at 662 nm |
| Long-pass filter | Semrock | BLP01-405R | band edge at 417 nm |
| Bandpass filter 2 | Semrock | FF02-447/60 | 417-447 nm |
| CS2 | Sigma-Aldrich | 335266 | 99% purity |
| Coumarin 30 | Sigma-Aldrich | 546127 | 99% purity |
| Immersion oil | Cargille | 16242 | Type DF |
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