공명과 자연 래맨 Microspectroscopy에 형광 배경 거부
Summary
우리는 형광 신호에서 래맨 격리 ultrafast 모든 광학 스위칭을 사용하는 복잡한 비선형 광학 시스템의 건설과 운영을 논의. 이 시스템을 사용하여 우리는 성공적으로 펄스 에너지와 생물학적으로 안전 유지에 관한 능력을 활용 래맨 및 형광 신호를 분리 수 있습니다.
Abstract
래맨 분광법은 종종 특히 생물 학적 샘플, 강한 형광 배경에 의해 퍼진. 샘플이 ultrafast 펄스, temporally timescale은 분리 수 picosecond에 신호를 중복 spectrally 분리 수있는 시스템의 기차와 흥분되면 즉시 늦게 도착 형광 빛으로부터 래맨 흩어져 빛을 도착. 여기 래맨과 형광 신호를 분리하기 위해 저전력 광 커 게이트의 형태로 모든 광학 스위칭을 사용하는 복잡한 비선형 광학 시스템의 건설과 운영을 논의. 평균 전력 80 MHz의 반복 속도의 2.4 W와 함께 하나의 808 nm의 레이저는 래맨 비산들을 흥분시키기 위해 샘플로 전송 404 nm의 라이트의 <5 MW로 변환되는 808의 NM 라이트의 약 200 MW로, 분할이다. 나머지 변하지 않은 808의 NM 라이트는 다음의 모든 광학 셔터를위한 펌프 역할을 비선형 매체로 전송됩니다. 셔터가 약 5 %의 피크 효율 800 FS의를 열고 닫습니다. 이 시스템을 사용하여 우리는 성공적으로 펄스 에너지와 생물학적으로 안전하게 유지 평균 파워를 사용하여 80 MHz의 반복 속도 래맨 및 형광 신호를 분리 수 있습니다. 시스템이 광학 전력 측면에 여분의 용량이 없기 때문에, 우리는 몇 가지 세부 설계 및 정렬 고려하는 시스템의 처리량을 극대화에 도움. 우리는 또한 커 매체 내의 신호 및 펌프 빔의 공간적 시간적 및 중복뿐만 아니라 스펙트럼 획득을위한 상세한 프로토콜을 얻기위한 프로토콜을 논의합니다. 마지막으로, 우리는 시간 게이팅 시스템을 사용 강한 형광의 존재에서 얻은 래맨 스펙트럼의 몇 가지 대표적인 결과를보고합니다.
Protocol
1. 일부 보험이 시스템 내의 래맨 샘플을 준비하고 배치에서 찍은해야합니다. 시스템이 일반적으로 매우 짧은 작업 거리와 함께 매우 높은 수치 조리개 목표를 이용하게하기 때문에 샘플은 coverslip에 표시됩니다. 생물 학적 시료는 일반적으로 Attofluor 셀 챔버 (Invitrogen, 칼스 배드, CA)에 탑재된 제 1 두께 coverslip에 표시됩니다. 특히 액체 샘플, 인간에게 유독 사람은 실리콘 에폭시를 …
Discussion
의생명 래맨 분광법의 분야는 생물 학적 진단에 몇 가지 어려운 문제를 해결에 대한 입증 가능성의 결과로 지난 몇 년간 증가하고 관심을 보여줬습니다. 예를 들어, 래맨 스펙트럼은 암 탐지 3, 4, 5, 6에서 진단 가치를 가지고 표시되었습니다. 래맨 분광법은 세균 quantitation 7, 8 및 세균성 약물 반응 9도 사용되고 있습니다. 그것은 또한 뼈 건강에서 10 biofluid 분?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 NSF 상을 DBI 0,852,891에 의해 투자되었다. 이 작품의 일부는 공동 계약 번호 PHY0120999 아래 캘리포니아 데이비스 대학에 의해 운영 Biophotonics 과학 기술, 지정된 NSF 과학 기술 센터 센터 투자했다.
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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Fluorescence BackgroundRaman SpectroscopyBiological SamplesUltrafast PulsesPicosecond TimescaleRaman Scattered LightFluorescence SignalsNonlinear Optical SystemOptical Kerr GateLaser PowerRepetition RateNonlinear MediumAll-optical ShutterPeak EfficiencyPulse EnergiesAverage PowersBiologically SafeOptical Power
Citar este artigo
Smith, Z. J., Knorr, F., Pagba, C. V., Wachsmann-Hogiu, S. Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy. J. Vis. Exp. (51), e2592, doi:10.3791/2592 (2011).