超高速顯微拉曼成像光譜儀

KH-RIMA整視場高光拉曼成像儀可對大面積（1 mm x 1 mm及更大）的細(xì)胞進(jìn)行快速光譜和空間表征。 該設(shè)備與高分辨率的高光譜結(jié)合，采用面成像技術(shù)，將激光擴(kuò)束后，用特殊的光學(xué)元件將擴(kuò)束后的高斯分布的激光整形成均勻分布的平頂激光，照射在樣品上，濾除反射的激光后，所有激發(fā)的拉曼光和再通過可調(diào)濾波器為主的高光譜成像組件，成像在CCD上，可在幾分鐘內(nèi)完成，以像元為單位，可以形成高達(dá)十萬組拉曼光譜數(shù)據(jù)。是目前市面上相對快的拉曼成像設(shè)備。KH-RIMA整個視場的單色圖像，一個波長接一個波長。這是一款高效的拉曼成像顯微系統(tǒng)，它可以提供有關(guān)于細(xì)胞生長，細(xì)胞數(shù)量分布，均勻性，壓力或者其它關(guān)鍵屬性的信息。通過將從拉曼光譜指紋獲得的豐富信息與高光譜成像的速度相結(jié)合，擴(kuò)展了樣品分析的范圍，是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域強(qiáng)大的成像手段。

 

產(chǎn)品特點
1. 快速global mapping（非掃描式）
2. 百萬像素拉曼光譜，成像時間僅幾分鐘
3. 斯托克斯和反斯托克斯
4. 高光譜分辨率和空間分辨率


設(shè)備原理圖：


系統(tǒng)參數(shù)：

應(yīng)用領(lǐng)域：

生物細(xì)胞分析 

      全局拉曼成像是一種特殊的技術(shù)，用于分析納米級生物的表面。它的速度之快使它為工業(yè)實驗室實現(xiàn)最少的樣品制備，新型高光譜拉曼成像儀可以很容易地參與常規(guī)分析，其中及時獲取有關(guān)樣品成分的信息對新材料的開發(fā)至關(guān)重要。使用基于點對點或掃描技術(shù)的系統(tǒng)，獲取大面積的地圖通常是乏味和耗時的：分析一個樣本可能需要幾個小時?？稍趲追昼妰?nèi)加快整個視場區(qū)域的采集，以無與倫比的速度繪制樣品的完整地圖。實際上，高光譜立方體是沿著感興趣的光譜窗口逐幅圖像構(gòu)建的，光譜分辨率優(yōu)于7 cm—1。由于每個像素都記錄了光譜，因此有可能使用1024 x 1024像素的相機(jī)，在不移動樣品的情況下收集超過一百萬個光譜。此外，地圖的大小可以達(dá)到650 x 650平方毫米，這取決于用于分析的物鏡的放大倍率。光子等用于高光譜成像的濾光片基于全息光柵，為弱拉曼散射的最佳采集提供了非常高的效率。與頂級的低噪聲CCD或emccd相機(jī)相結(jié)合，KH-RIMA是市場上最高效的拉曼成像系統(tǒng)。為了顯示在生物系統(tǒng)中納米材料分析中的優(yōu)勢，白色念珠菌酵母細(xì)胞樣品在整個視野上暴露于532 nm的均勻（平頂）激光激發(fā)下。在50倍物鏡下，成像面積為260 × 130 μm2，步長為4.5 cm—1，曝光時間為15 s。整個分析過程耗時20分鐘，總共分析了6萬多個光譜。

Raman Multiplexing

      基于拉曼高光譜成像的開發(fā)和表征：多路復(fù)用和生物檢測光子的潛力等。這些新型納米探針是基于單壁碳納米管和j聚集染料，如α -性噻吩（6T）、β-胡蘿卜素（βcar）和非那嗪（Ph）。與熒光探針相比，拉曼探針具有在長時間（數(shù)周和數(shù)年）內(nèi)更穩(wěn)定的優(yōu)點，并且它們產(chǎn)生具有窄峰的獨特特征，可以使用相同的激發(fā)激光能量輕松復(fù)用3個或更多個探針。這種圖像顯示出非常高的拉曼散射截面，即使在高激光強(qiáng)度下也沒有任何光漂白或熒光背景。在這項工作中，KH-RIMA實現(xiàn)了三種不同探針的成像和多路復(fù)用，其靈敏度低至單個細(xì)胞，如圖1所示。不同的探針沉積在SiOx/Si表面，并通過拍攝單一高光譜圖像進(jìn)行表征。我們能夠毫無疑問地確定每個分離探針（直徑：1.3±0.2 nm）的位置，甚至確定共定位探針（圖1b， Ph和βcar）。KH-RIMA的靈敏度、效率和高光譜特性對這些探針的開發(fā)至關(guān)重要。作為探針的膠囊，可以被共價功能化，選擇性地靶向生物分子，如鏈霉親和素。我們通過對靶向鏈霉親和素的聚乙二醇生物素基團(tuán)功能化的βcar探針進(jìn)行成像，證明了KH-RIMA在生物學(xué)環(huán)境中檢測探針的潛力。采用微接觸印刷法制備10 μm鏈霉親和素斑點，并用探針孵育。在成像過程中，該圖案在蓋片下保持水合狀態(tài)，探針被檢測到鏈霉親和素所在的位置。圖2顯示了兩個打印表面在1520 cm-1處的拉曼高光譜圖像，其中鏈霉親和素沉積在點的內(nèi)部（主圖）或周圍（插圖）。在532 nm激光激發(fā)下，采用KH-RIMA對樣品面積為133 x 133 μm2的單次采集進(jìn)行了研究。由于在視場中對樣品部分的均勻照明，對樣品的損害也受到限制。在光譜分辨率和大表面積成像方面，KH-RIMA在比傳統(tǒng)逐點映射拉曼成像儀更短的時間內(nèi)提供高光譜圖像。拉曼高光譜成像是一種強(qiáng)大的技術(shù)，可以研究從生物細(xì)胞的各種特性。由于其高通量，KH-RIMA允許獲取大面積樣品的光譜分辨圖，而不會損壞表面。