SCMOS相机 光束分析仪 DMD 光纤束 合束激光器 共焦 拉曼光谱仪 锁相放大器 无掩膜光刻机 高光谱相机
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提高相干拉曼成像灵敏度的方法由于照射到样品表面的光功率受到样品损伤阈值的限制,提高CRS显微系统灵敏度的唯一可行方法就是增加分子响应器的有效拉曼截面。对于内源性化合物,拉曼截面是分子的固有性质,当激发波长远离电子共振时,拉曼截面基本上不会改变。然而,对于外部探针,当电子共振出现在激励束的频率附近时,拉曼截面可以显著提高。共振拉曼散射原理可应用到CRS系统的光激发中,达到相应提高分子浓度的检出限的作用。这一方法要求发色团表现出与电子共振良好耦合的振动模式。如受激拉曼散射系统(SRS)所示,当激发频率在电子跃迁附近调谐时,为荧光标记目的开发的荧光团显示高达倍的振动响应的出色增强。结果是这种荧光探针 ...
拉曼检测中使用的“标签”无标签拉曼光谱已被用于研究各种生物样品中的蛋白质、脂类、核苷酸和不同的生物活性分子。原则上,由于这些键的普遍存在,蛋白质、脂类、核苷酸、碳水化合物和其他生物分子可以同时被可视化。然而,在实践中,所有含有相同键的分子都会产生重叠的光谱,这使得将来自特定化学键的信号归因于独特类型的生物分子非常具有挑战性,严重限制了检测的特异性。为了克服这个问题,不同的拉曼标签已经被开发出来。这些标签是在45000px−1到2800 cm−1之间的“沉默区域”振动的小功能基团或同位素,在该区域内没有自然发生的生物分子振动。用拉曼标签标记特定的生物分子可以很容易地将其与其他生物分子区分开来,增 ...
拉曼光谱在脑外伤检测中的应用继发性脑损伤的病理生理包括多种生物学过程,如神经炎症、线粒体功能障碍、氧化损伤、代谢损伤等,可作为损伤严重程度和预后的潜在标志物。在TBI过程中检测这些化学变化的主要实验技术是微透析结合免疫分析、质谱、核磁共振,以及最近的拉曼光谱。拉曼光谱的主要比较优势是其潜在的体内应用,通过使用局部检测探针,可以可视化代谢物浓度的空间变化。此外,该技术可以同时对几种生物分子进行多重分析,可以进行无标签,并且是非破坏性的。然而,拉曼光谱学并非没有局限性。与质谱等其他方法不同,除了之前探索的技术的一般局限性外,它不能提供关于特定蛋白质或脂类的信息。拉曼光谱研究脑外伤期间的代谢变化开始 ...
拉曼光谱应用于脑癌检测的优势脑癌非常多样化,包括100多种类型;然而,大多数可分为脑膜瘤和胶质瘤。胶质瘤比脑膜瘤更具侵袭性,影响环绕神经并支持中枢神经系统功能的胶质细胞。星形细胞瘤是儿童最常见的脑癌,成人最常见的是胶质母细胞瘤,两者都是胶质瘤类型的肿瘤。另一方面,脑膜瘤通常是良性的,起源于环绕大脑和脊髓的脑膜。脑癌的诊断通常包括神经系统检查、各种成像技术(MRI、正电子发射断层扫描(PET)或CT)和组织活检。结合这些研究的信息结果,可以检测病变区域,并确定肿瘤类型和分级。虽然它们是有用的诊断工具,但也有一些缺点。首先,成像测试所需的设备昂贵,这在某些情况下限制了其利用。其次,组织活检意味着手 ...
拉曼光谱仪应用中的扫描成像方式点聚焦和逐点扫描在这种方法中,激光是点聚焦的,被测物体被平移过激光焦点,或者焦点被光栅扫描过物体。电机驱动的x-y台是最常用的平移物体的设备。虽然作为研究显微镜附件的工作台可以定位精度优于±1 μm,并且可以以0.1μm的增量进行步进,但必须允许它们稳定在0.5 s左右才能达到此精度。当每个像素处的积分时间只有一秒或几秒时,沉降时间可以显著增加整个图像采集时间。尽管存在死时间问题,但电机驱动的舞台仍然受到供应商和最终用户的欢迎。一个重要的原因是,这些工作台对于微观测绘和更大比例尺的测绘都很有用,因为最常见的模型能够在每个轴上移动10-20厘米。有几种扫描方法可以减 ...
拉曼光谱成像模式的优化方法为了减少来自荧光对拉曼信号的影响,人们可以使用长波长激光,但是相应的拉曼信号会有所降低。目前,大多数拉曼成像是在700到900纳米之间进行的,在这个范围内,可以发现自发荧光和拉曼信号之间的妥协。即便如此,需要很长的采集时间来检测足够的光子,并获得可接受的信号噪声。在快速系统中,获取足够的光子来测量单个拉曼光谱大约需要0.5秒,这意味着通过点扫描获得一幅512 × 512像素的拉曼图像需要36小时。为了克服这一限制,人们已经开发了几种拉曼成像模式和技术,可分为两种主要策略:提高成像采集速度和提高信号强度。在第一种策略中,对图像采集设置进行了修改,以提高成像采集速度,以便 ...
相干拉曼显微系统的发展中遇到的新挑战尽管CRS具有非常理想的成像特性,但生物医学成像界对该技术的采用一直是一个缓慢且看似漫长的过程。CRS方法主要由一群敬业的开发人员推动,开始进入大学成像设施、神经科学实验室和临床环境。到本世纪末,CRS显微技术的商业化似乎有了足够的动力。第一个打入市场的CRS成像系统是由奥林巴斯生产的,几年后又由徕卡微系统公司生产了专用的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微镜。人们希望CRS显微镜技术能够扩展到生物成像的其他领域,并且该技术能够作为生物研究的常规工具占有一席之地。尽管令人印象深刻的研究表明,CRS可以映射脂类以外的各种生物化学化合物,但该方法并没有轻易摆脱 ...
使用Moku:Lab的锁相放大器模拟受激拉曼散射显微镜拉曼效应是由C.V.拉曼在20世纪20年代首次发现。它是一种广泛使用的光谱方法来确定分子的振动模式。与其他分析化学方法相比,光谱方法提供了高空间分辨率。不需要直接接触就可以获得化学信息。振动光谱提供了合理的化学特异性,而不需要额外的标签。然而,自发拉曼效应是一个弱散射过程。对于成像和显微镜的应用来说,获得一个视场可能需要几个小时的信号整合时间。因此,相干拉曼散射方法,如刺激拉曼散射效应,现在被广泛用于拉曼成像。在这个应用说明中,我们将描述Moku:Lab的锁相放大器是如何在波士顿大学的先进的刺激拉曼成像装置中实现的。介绍拉曼光谱是一种非破坏 ...
使用空间散射偏移拉曼光谱检测猪肉中β-激动剂的优势β-激动剂残留在家畜体内半衰期长、代谢慢、稳定性差,对人类健康存在潜在风险。如果给畜禽大量喂食沙丁胺醇,大部分会沉积在动物的肝、肾、肺、肌肉等组织和器官中,人类食用会对肝、肾等内脏器官产生毒副作用,严重影响健康。高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱(LC-MS)、气相色谱-质谱(GC-MS) 、酶联免疫吸附(酶联免疫吸附)和毛细管电泳(CE) 等色谱方法已广泛应用于动物饲料和组织中β-激动剂的测定。这些方法可能具有较高的敏感性和特异性。然而,它们通常耗时、劳动密集、具有破坏性,并且需要进行预处理,这使得实时监测肉类中β-激动剂的残留变得困难 ...
多聚焦共聚焦拉曼光谱仪的优点由于拉曼散射过程固有的低效率,拉曼显微镜的一个主要技术限制是信号采集时间过长。例如,使用自发拉曼微光谱对生物标本进行化学分析或成像需要几十秒或几分钟的时间。表面增强拉曼散射(SERS)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)和受激拉曼散射(SRS)被开发用来增强拉曼散射信号,以提高拉曼分析或成像的速度。然而,在SERS中使用金属纳米颗粒对生物应用造成了一些缺点,CARS或SRS通常局限于查询一个振动模式,而不是同时测量标本的全拉曼光谱。在不使用外源标记或纳米颗粒的情况下获得完整的光谱(例如400-2000 cm-1)可以更好地了解样品中的化学成分和分子结构。为了提高自发 ...
贝塞尔光束照明拉曼显微拉曼显微镜的光学系统可使用贝塞尔光束进行侧照明,如图1所示。532 nm的激光器和轴锥棱镜产生贝塞尔光束,该光束通过NA为0.6的水浸物镜从样品侧面引入。通过NA-0.8水浸物镜在分光光度计入口狭缝上成像样品沿贝塞尔光束产生的拉曼散射,通过冷却CCD相机获得高光谱线图像,实现高速拉曼成像,沿y轴平行检测400个拉曼光谱。物镜的组合和选择在一定程度上受到了物理上是否可能将它们放置在装置中以及可以放置的被观察样本的大小的限制。另外一个光路来诱导拉曼散射的外延线照明,使用一个线形焦点,以能够比较贝塞尔和传统外延线照明模式之间的成像特性。使用图1(a)中的倒立镜可以切换两种成像模 ...
Nanobase XperRam S微塑料拉曼测试案例目前对于微塑料最主要的鉴定方法是红外光谱法,但是这种方法会对待测物造成损害,并且测试步骤繁琐,不适用于大批量检测,而拉曼作为一种无损检测在微塑料分析领域发挥了巨大的优势。如上左图为微塑料(聚苯乙烯)溶液的光学显微图,通过右图拉曼成像可以得知微塑料在溶剂中的分布状态和微塑料的浓度。测试过程激光功率始终保持在5mW,每个点的积分时间是500ms,扫描成像范围是58um×58um,扫描步长是0.5um,整个采集过程约一个半小时,这样的测试条件既获得了高质量的数据,又能保证样品不被损坏作二次测试。微塑料溶液过滤到膜上,颗粒大小为100nm,由于浓度 ...
博览:2021Light Sci Appl 多模非线性内窥显微成像探头利用双芯双包层光纤和聚焦组合微光学概念技术背景:全世界人口中持续增长的恶性肿瘤及生活方式诱导的疾病迫切需求一种新的、无创的、无标记的成像模态用于早期在体疾病检测。这些在体检测包括常规的疾病状态无创检测、手术过程中的术中成像等。目前,许多研究表明,联合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次谐波生成(second harmonic generation,SHG)、双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence,TPEF) ...
博览:2021 Nature量子增强非线性显微镜技术背景:光学显微镜是了解生命系统微观结构和动力学的有力工具。当前的先进显微镜有:以近原子分辨率对生物分子成像的超分辨率显微镜,快速探索三维活细胞的光片显微镜,用于神经网络光遗传学控制的高速显微镜等。然而,这些显微镜的灵敏度、分辨率和成像速度从根本上受限于散粒噪声。散粒噪声是由于光被量化为光子产生的。虽然通过增加照明光的强度可以减少散粒噪声的影响,但是对于许多应用于生物学的先进显微镜而言,由于光对生物活动的侵入,导致这种方法并不可行。众所周知,过量的光会干扰生物的功能、结构和生长,从而导致生物死亡。几十年来,人们已经知道可以利用量子关联(quan ...
Refine激光器——高灵敏度频率调制CARS 具有紧凑和快速可调谐的光纤光源相干反斯托克斯拉曼散射显微镜已成为一种强大的技术,具有许多在生物医学成像、细胞生物学和医学领域的应用。如果泵浦源和斯托克斯场,分别以频率ωp和ωs与拉曼活性分子相互作用,以并且频率Ω=ωp-ωs发生共振,产生频率为ωAS=2ωp-ωs的谐振反斯托克斯信号。这个信号允许对未染色样品进行化学选择性成像。然而,这个信号也有不包含任何特定的化学信息的非共振信号的贡献。这种非共振背景强度取决于采样,非共振信号会使共振信号失真,甚至可以淹没谐振信号 。共振和非共振CARS响应起源于来自三阶磁化率。在外向方向上检测 CARS信号显 ...
受激拉曼散射显微镜Moku:Lab 锁相放大器的使用拉曼现象由印度科学家C.V. 拉曼于1920 年代发现1, 2。如今,拉曼光谱已成为广泛使用的探知分子振动模式的方法3,4。与其他分析化学方法相比,光谱方法可以提供很高的空间分辨率,探测装置无需与样品相接触。分子振动光谱提供了相对较高的化学特异性,且不需要额外的标记。然而,自发拉曼现象是一个非常弱的散射现象。如果直接使用自发拉曼进行成像或者显微研究,一张图可能需要几小时的采集时间。因此,相干拉曼方法,如受激拉曼散射如今被广泛的应用于显微镜研究。在这个应用指南中,我们将讲述如何使用Moku:Lab的锁相放大器进行受激拉曼散射的信号探测。背景介绍 ...
传统的植物细胞成像技术需要对材料进行化学处理或者酶解分离,这样的操作就破坏了植物原本的结构组成。拉曼作为一种无损检测技术,可以快速、原位地检测植物中多种生物活性成分。另外某些植物体本身会产生自发荧光,我们可以根据这个自发荧光来对植物进行荧光成像,这样就可以省去加入荧光探针的操作了。下面我们主要介绍植物细胞的拉曼成像和荧光成像。上图为中国农业科学院农产品加工研究所郑金铠课题组发表的成果,样品是柑橘皮中的黄酮层。在黄酮层,根据特征峰偏移(精油、类胡萝卜素和类黄酮分别为761、1156和1275 cm−1),在拉曼成像中发现了3种成分。根据代表特征峰强度的颜色来确定黄酮层中各成分的相对含量。红色表示 ...
介绍拉曼光谱法是一种非破坏性分析化学方法。它直接探测样品的振动模式。与电子光谱法相比,拉曼光谱法无需荧光标记即可提供高化学特异性。可以完全无接触和无标签的方式测试样品,从而防止对系统的干扰。红外光谱是获得振动光谱的另一种常用方法。红外光谱和拉曼光谱的选择规则是不同的。红外光谱对偶极子的变化很敏感,而拉曼光谱对极化率的变化敏感。这使得IR和拉曼成为用于特定化学键组的良好工具。对于成像和显微镜应用,在红外或拉曼光谱之间进行选择时,还要考虑两个其他重要因素:1)空间分辨率需求。红外光谱法使用红外光作为光源。拉曼可以使用可见光或近红外(NIR)激光器进行激发。由于可见光或NIR激光的波长要很短,因此拉 ...
为了形成范德华异质结构(vdWHs),垂直集成了二维层状材料,在这篇文章中首先研究和设计了垂直场效应晶体管(VFET)的范德华异质结在不同漏极偏压,栅极偏压和金属功函数下的迁移率,WSe2中的陷阱是主要散射来源,它影响了垂直迁移率和三种不同的传输机制:欧姆传输、陷阱受限传输和空间电荷受限传输。通过提高WSe2的费米能级来抑制陷阱态,可以提高VFET的垂直迁移率,这可以通过施加高的漏极电压来增加注入的载流子密度,或者可以通过分别施加栅极电压和降低金属功函数来减小石墨烯/WSe2、金属/WSe2异质结的肖特基势垒来实现。图1图1 石墨烯/WSe2/金属垂直场效应晶体管VFET结构 a)VFET源极 ...
化学气相沉积法(CVD)生长的二维材料已被广泛用于研究和应用。不同的衬底会对生长的二维材料产生影响,使它们的形态,晶体质量,光学性能等被改变。云南大学杨鹏教授课题组研究了衬底对CVD生长MoS2和WS2的影响。本文主要使用SiO2/Si,Si,石英作为衬底生长二维材料。形态&晶体质量如上图a所示,SiO2 / Si衬底上的CVD生长的MoS2具有规则的三角形形状,具有清晰的分层结构,说明了合成了不同层数的MoS2。d是在Si衬底上生长的MoS2,图中只能看到针状纳米棒的合成。接着用PTCDA处理了SiO2/Si,Si,PTCDA充当CVD外延生长的成核中心,并有助于在这两种基底上获得相 ...
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