Когерентная антистоксова рамановская спектроскопия с вращающейся поляризацией - Rotating-polarization coherent anti-Stokes Raman spectroscopy

Когерентная антистоксова рамановская спектроскопия с вращающейся поляризацией, (RP-CARS) - это конкретная реализация когерентная антистоксова рамановская спектроскопия (ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ). RP-CARS использует правила отбора, зависящие от поляризации, чтобы получить информацию об анизотропии ориентации молекул и направлении в оптическом диапазоне. функция разброса точки.

CARS процесс

Основная статья: Когерентная антистоксовая рамановская спектроскопия

Когерентная антистоксовая рамановская спектроскопия (КАРС) - это нелинейный процесс, в котором разность энергий пары падающих фотонов соответствует энергии колебательной моды интересующей молекулярной связи. Эта фононная популяция когерентно исследуется третьим фотоном и испускается антистоксово излучение.[1]

Артефакты, зависящие от поляризации

При наличии в образце анизотропии ориентации молекул на изображениях CARS часто отображаются артефакты из-за правил выбора, зависящих от поляризации, которые влияют на измеряемую интенсивность в отношении совмещения между плоскостью поляризации падающего света и основной плоскостью ориентации молекулярных связей.[2]Это связано с тем, что четырехволновое смешение Процесс более эффективен, когда плоскость поляризации падающего света совмещена с основной плоскостью ориентации молекулярных колебаний.

RP-CARS

RP-CARS использует правила отбора, зависящие от поляризации, для обнаружения локальной микроскопической ориентации исследуемых химических связей. С помощью RP-CARS можно визуализировать степень анизотропии ориентации выбранных молекулярных связей и определить их среднее направление ориентации.[3]Это возможно путем непрерывного изменения ориентации плоскости поляризации падающего света с помощью вращающейся волновой пластины, а затем, последовательно для каждого пикселя изображения, анализа ориентационной зависимости интенсивности сигнала CARS. Это позволяет измерять для каждого пикселя плоскость средней ориентации интересующих молекулярных связей и степень этой пространственной анизотропии в объеме функции рассеяния точки.[4]

Приложения

Возможные биомедицинские применения этого метода связаны с изучением миелин и миелопатии. Миелин представляет собой высокоупорядоченную структуру, в которой множество обогащенных липидами плотно уплотненных бислоев фосфолипидов спирально свернуты вокруг цилиндрических аксонов. Линейные ацильные цепи фосфолипид молекулы имеют перпендикулярную ориентацию по отношению к поверхности миелина. Следовательно, в миелинизированном нервном волокне большое количество молекулярных связей упорядочено вокруг радиальной оси симметрии. Такая сильная молекулярная анизотропия и азимутальный симметрия сделать RP-CARS подходящим инструментом для исследования белого вещества нейронов.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ де Вито, Джузеппе; Бифоне, Анджело; Винченцо, Пьяцца (2012). «Вращающаяся поляризационная КАРС микроскопия: сочетание чувствительности к химической и молекулярной ориентации». Оптика Экспресс. OSA Publishing. 20 (28): 29369–29377. Дои:10.1364 / OE.20.029369.
  2. ^ Bélanger, E .; Bégin, S .; Laffray, S .; De Koninck, Y .; Vallée, R .; Коте, Д. (2009). «Количественная визуализация миелина с помощью микроскопии когерентного антистоксова комбинационного рассеяния: уменьшение зависимости поляризации возбуждения с помощью циркулярно поляризованных лазерных лучей». Оптика Экспресс. 17 (21): 18419. Bibcode:2009OExpr..1718419B. Дои:10.1364 / OE.17.018419. ISSN  1094-4087.
  3. ^ де Вито, Джузеппе; Бифоне, Анджело; Пьяцца, Винченцо (2012). «Вращающаяся поляризационная КАРС микроскопия: сочетание чувствительности к химической и молекулярной ориентации». Оптика Экспресс. 20 (28): 29369. Bibcode:2012OExpr..2029369D. Дои:10.1364 / OE.20.029369. ISSN  1094-4087.
  4. ^ а б де Вито, Джузеппе; Пьяцца, Винченцо (2014). «Быстрый анализ сигналов в Вращающейся поляризационной КАРС микроскопии». Оптическая обработка и хранение данных. 1 (1). Дои:10.2478 / odps-2014-0001. ISSN  2084-8862.