慕尼黑,80539 德国慕尼黑 * 通讯作者:r.oulton@imperial.ac.uk 分子振动对光的拉曼散射提供了一种通过分子内部键和对称性进行“指纹识别”的强大技术。由于拉曼散射很弱 1 ,因此非常需要增强、引导和利用它的方法,例如通过使用光学腔 2 、波导 3–6 和表面增强拉曼散射 (SERS) 7–9 。虽然 SERS 通过将光局限于金属纳米结构中极小的“热点”内而提供了显著的增强 6,15,22,2,但这些微小的相互作用体积仅对少数分子敏感,产生难以检测到的微弱信号 10 。在这里,我们展示了将 4-氨基硫酚 (4-ATP) 分子与等离子体间隙波导结合后的 SERS 引导至单一模式,效率 > 𝟗𝟗%。尽管牺牲了一个限制维度,但我们发现由于波导的更大传感体积和非共振模式,在宽光谱范围内 SERS 增强了 𝟏𝟎 𝟒。值得注意的是,波导-SERS (W-SERS) 足够明亮,可以对波导中的拉曼传输进行成像,从而揭示纳米聚焦 11–13 和珀塞尔效应 14 的作用。模拟激光物理学中的 𝛃 因子 15–17,观察到的接近 1 的拉曼 𝛃 因子为 SERS 技术带来了新的亮点,并指出了控制拉曼散射的替代途径。 W-SERS 引导拉曼散射的能力与基于集成光子学 7-9 的拉曼传感器有关,可应用于气体和生物传感以及医疗保健。拉曼光谱尽管效率低下,但由于利用了可见光波长下激光和探测器技术的成熟度,已成为一种强大的技术。已经开发出各种依赖于受激拉曼散射 1 或表面增强拉曼散射 (SERS) 18-20 的增强技术。受激拉曼过程是一系列强大方法的基础,但依赖于高强度和短脉冲光激发,这通常会损坏样品。同时,SERS 21 已成为一个庞大的研究领域,探索能够将拉曼增强许多数量级的金属纳米结构,例如粗糙的金属表面 22、纳米颗粒 10,23,24、纳米间隙 25,26、波导 9,27 和金属尖端 18,28,29。尽管对单个分子敏感,SERS 仍有几个局限性。首先,最强的 SERS 需要非常小的“热点”,其中增强是活跃的,但只有少数分子可能会经历它。其次,共振增强限制了拉曼带宽。最后,从局部场中出现的 SERS 会发生衍射,使有效检测变得困难 10 。在本信中,我们使用等离子体波导探索波导增强拉曼散射 3–6 ,结合 SERS 7–9 ,如图 1a 所示。它由一个等离子体间隙波导和放置在玻璃基板两端30-32的光学天线耦合器组成。间隙区域的拉曼散射通过两种机制增强:纳米聚焦效应11-13引起的局部激发强度增加,以及真空涨落增强引起的珀塞尔效应14。图1b中波导模式的有限差分时域(FDTD)模拟显示了光学限制强度。虽然波导在许多倍频程上提供非共振SERS,但这种增强在天线-波导耦合的有效带宽内持续存在。虽然这种方法牺牲了沿一个方向的限制,但强波导-SERS(W-SERS)能够对纳米结构上的拉曼传输进行成像,并观察纳米聚焦和珀塞尔效应。我们发现间隙模式中的SERS占主导地位,因为它驱动珀塞尔效应。因此,我们引入了自发拉曼β因子15–17,以量化SERS与该单一模式耦合的比例。我们发现W-SERS在宽光谱范围内产生接近1的拉曼β因子,增强了10 4。
在一个相关的例子中,拉曼成像用于比较两种黄油产物,以研究其不同扩展能力的基础化学差异。通过沿z轴相结合在连续的焦平面上获得的2D图像来产生正常黄油和更可扩展产物的单个3D拉曼图像(图5a,b)。这两种产品显然是预期的油脂层。在可撒黄油中的水含量高,水的水与更坚固的脂肪相比,水含量更大。化学物质在脂肪阶段中的分化通过比较其拉曼光谱而变成证明(图5C)。 每种产品都包含不同类型的脂肪和油。 脂肪的同意受不饱和脂肪酸的量以及其他参数的影响。 可以通过1655 cm -1 的C = C拉伸模式的比率比较脂肪的不饱和度5C)。每种产品都包含不同类型的脂肪和油。脂肪的同意受不饱和脂肪酸的量以及其他参数的影响。可以通过1655 cm -1
ToF-SIMS 使用脉冲初级离子束(Bin+、Cs+、Ar+ 等)撞击样品表面并引发碎裂级联。结果是中性粒子、次级离子 (+/-) 和电子从样品的前几个单层中解吸。然后可以将次级离子加速到“飞行管”中,并通过测量它们到达探测器的确切时间来确定它们的质量
Vaibhav Kulshrestha 博士,CSIR-中央盐和海洋化学品研究所 (CSMCRI) 膜科学与分离技术部,古吉拉特邦巴夫那加尔
4。SC/ OBC状态索赔或任何其他福利的关键日期。费用特许权,预订,年龄 - 释放等(另外未指定)将是接收在线申请的截止日期。根据保留对OBC的预约的人必须确保他拥有种姓/社区证书,并且在关键日期不会落在奶油层。候选人还可以指出,就上述内容而言,他们的候选人资格将保持临时性,直到研究所的真实性得到验证为止。5。申请表中申请人填写的详细信息将在发布结果之前得到适当的验证。如果候选人未能为他们填写的细节提供真实的证明,则将立即没收他们的候选人资格。
氧化石墨烯(GO)的表面含有大量的羟基,羧基和环氧基团。这些功能组为共价和非共价方法提供了GO材料的修改方法。1,2 GO的表面模式已被广泛应用于生物成像的效果,3 - 7药物输送,8 - 10材料自我修复,11,12和催化。13“ gra gra from”方法是一种基于表面引起的gra groly聚合物的有吸引力的covaine cotien cation阳离子策略。此方法需要将启动位点锚定在底物的表面上,并在相应的催化剂的作用下实现聚生链的生长。“ gra”方法的优点包括较少的空间障碍和对聚合物链生长的限制。14
挥发性有机化合物(VOC)代表健康和环境危险化合物,但在其他领域中也起着至关重要的作用,包括早期疾病诊断和对饮食生产重要的健康状况的感知感。准确的VOC分析是必不可少的,需要创新的分析方法才能快速现场检测,而无需复杂的样品准备。表面增强的拉曼光谱(SER)是一个多功能的分析平台,非常适合检测化学物种。它依赖于光学探测金属纳米结构,这些金属纳米结构与与表面等离子偶联相关的紧密限制的电磁场,然后将拉曼散射的效率提高至单分子检测。尽管如此,SERS仍面临局限性,尤其是不与高贵金属结合的分析物。可以通过将传感器表面与金属有机框架(MOF)接口来规避此限制。以其化学和结构多功能性而闻名,MOF在其多孔结构中有效地预浓缩了低分子量物种。本评论介绍了基于MOF的SERS基材的最新发展,强调设计规则以最大化分析性能。在工业和环境监测的背景下讨论了检测有害VOC的状态的概述。此外,还包括对医学诊断和香气和风味分析中新兴应用的VOC分析调查。
摘要。三维(3D)成像对于理解复杂的生物学和生物医学系统至关重要,但是活细胞和组织成像应用仍然面临着由于成像速度的限制速度和强烈散射而面临的挑战。在这里,我们提出了一种独特的相调节刺激的拉曼散射断层扫描(PM-SRST)技术,以实现细胞和组织中的无标记的3D化学成像。为了完成PM-SRST,我们使用空间光调节器来电子方式操纵沿针头贝塞尔泵束的聚焦Stokes束进行SRS层析成像,而无需进行机械Z扫描。我们通过实时监测以8.5 Hz体积速率的水中的三键珠的3D布朗运动以及对MCF-7细胞中乙酸刺激剂的即时生化反应,证明了PM-SRST的快速3D成像能力。此外,将贝塞尔泵束与更长的波长stokes梁(NIR-II窗口)相结合,在PM-SRST中提供了出色的散射弹性能力,从而在更深的组织区域中可以快速断层扫描。与传统的点扫描相比,PM-SRST技术在高度散射介质(例如聚合物珠幻影和诸如猪皮肤和脑组织等生物学)的成像深度方面提供了〜双重增强。我们还通过观察氧化氘分子到植物根中的动态扩散和摄取过程来证明PM-SRST的快速3D成像能力。开发的快速PM-SRST可用于促进代谢活性的无标签3D化学成像以及活细胞和组织中药物输送和治疗剂的功能动态过程。
摘要:LIDAR已成为水中垂直分析光学参数的有前途的技术。单光子技术的应用使紧凑型海洋激光雷达系统的发展,促进了其在水下部署。这对于进行空气海界面上没有干扰的海洋观测至关重要。然而,同时在532 nm(βM)处于180°处的体积散射函数,而在弹性反向散发信号中,在532 nm(k m激光拉尔)处的激光雷达衰减系数仍然具有挑战性,尤其是在几何近距离信号中受到了几何形状重叠因子(GOF)的影响。为了应对这一挑战,这项工作提出了添加拉曼通道,使用单光子检测获得了拉曼反向散射的轮廓。通过用拉曼信号将弹性反向散射信号归一化,归一化信号对激光雷达衰减系数变化的敏感性大大降低。这允许将扰动方法应用于反转βM并随后获得K M LIDAR。此外,可以降低GOF和激光功率中波动对反转的影响。为了进一步提高分层水体的反转算法的准确性,提出了迭代算法。此外,由于激光雷达的光望远镜采用了一个小的光圈和狭窄的视野设计,因此K M LIDAR倾向于在532 nm处的光束衰减系数(C M)。使用Monte Carlo模拟,建立了C M和K M LIDAR之间的关系,从而允许C M衍生物来自K M LIDAR。最后,通过反演误差分析来验证该算法的可行性。通过在水箱中进行的初步实验来验证LiDAR系统的鲁棒性和算法的有效性。这些结果表明,LIDAR可以准确地介绍水的光学参数,从而有助于研究海洋中的颗粒有机碳(POC)。