共焦激光显微拉曼散射活细胞三维扫描技术与分子结构与分布成像

本文介绍采用激光共焦拉曼散射显微三维扫描技术,在无扰、原位、实时情况下,对活细胞的分子结构与分布状态进行测定并三维成像的技术与方法。

红细胞显微激光共焦拉曼散射光谱扫描技术研究

采用显微激光共焦拉曼散射光谱扫描系统对活态红细胞进行拉曼光谱(点测定、线扫描、二维扫描)测定及成像的技术与方法进行了研究,并对514nm激光对红细胞在拉曼扫描中的影响进行了评价。通过扫描前后细胞的拉曼光谱变化和亮场图像变化确定了在不同扫描模式下既可获得较好的拉曼散射信号,又不会影响细胞生命活动与功能的合适扫描参数的设置。对于点扫描模式,样品激光功率是重点调节的参数,一般应小于1.5mW。对于线扫描模式,照射激光功率和扫描间隔(步进)是要重点关注的参数。小扫描间隔意味着激光能量相对聚集,易对细胞造成损伤;大扫描间隔可以较好地降低激光对细胞的损伤,但是空间分辨率会因此而下降。对于线扫描,建议扫描间隔大于0.5μm、照射激光功率小于0.7mW。对于二维扫描,除照射激光功率、扫描间隔需要调节外,其他扫描参数也要作相应调节以降低激光对红细胞的影响,可适当降低样品温度和增加共焦孔径尺寸降低二维扫描过程中激光对红细胞的影响。1.0μm扫描间隔、0.7mW的照射激光功率和500μm共焦孔径,以及样品温度适当调低可得到较好的二维红细胞拉曼图像。对于所有扫描模式,如果得到的红细胞的拉曼信号足够强,也可适当降低曝光积分时间以降低激光对红细胞的影响。实验前进行实验过程的优化对活态细胞的拉曼测试也非常重要。

白云鄂博碳酸岩脉的显微共聚焦激光拉曼光谱分析

白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩,由于其结晶迅速,矿物颗粒细微,其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明,白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉,早期阶段形成碱性长石和铁白云石,无稀土矿化;铁白云石常常出溶铁质而自身则形成方解石。霓石和方解石形成略晚,常常与氟碳铈矿等稀土矿物共生,出现强烈的稀土矿化;而无解理的方解石则形成于更晚的岩浆期后热液阶段,发育大量的流体包裹体,并出现强烈的铌、稀土矿化。铌铁矿分布在氟碳铈矿中和赤铁矿边缘,为热液交代作用的产物。早期结晶的矿物如碱性长石、铁白云石稀土矿化弱,岩浆晚期分异出大量的流体相,稀土元素和Sr等进入岩浆热液中,并在热液结晶矿物中富集,甚至在非平衡结晶的石英中产生强烈的稀土矿化。结合岩相学显微观察,显微拉曼探针很好的揭示了这一地质过程。同时为白云鄂博矿床铌、稀土矿化的热液交代成因提供了依据。

显微共聚焦激光拉曼光谱技术鉴别假币上的光变油墨

目的尝试利用显微共聚焦激光拉曼光谱技术鉴别假币上的仿冒光变油墨。方法收集77张不同假币制造窝点不同印刷版型的假币,建立最佳实验条件,将所得谱图进行小波变换降噪、非对称最小二乘法基线扣除、数据归一化等一系列预处理,提取出每张假币上光变油墨所包含的拉曼位移峰信息。结果拉曼谱图中拉曼位移峰与色料成分有关,由此可将假币上的仿光变油墨分为三类:一类检出酞菁铜颜料,一类检出酞菁铜和钛菁绿两种颜料,一类则未检出拉曼位移峰。由于假币纸张选用的不同,造成拉曼谱图中部分拉曼位移及荧光背底的差异,故如果结合纸张影响,可将第一类假币票样分为五大类。结论显微共聚焦激光拉曼光谱技术不但可以通过拉曼位移的不同鉴别假币,且可根据拉曼位移及强度进一步推断造假手段的差异,为假币溯源提供依据。

显微共焦拉曼光谱仪的使用与维护

以雷尼绍Invia Reflex显微共焦拉曼光谱仪为例,介绍了仪器的工作原理、使用方法及测试经验,阐述了设备的管理和维护要点。重点针对激光安全问题、光谱中的假峰、激光损坏样品、荧光背景干扰、信噪比差、金属有无拉曼光谱等使用过程中出现的常见问题进行了详细的阐述,总结了仪器使用常见问题的解决方案。假峰主要来源于宇宙射线、外界干扰光源发射线和N_(2)、O_(2)等常见气体干扰,荧光干扰可以通过外源性和内源性两种方式抑制或消除。研究结果为更好地发挥显微共焦拉曼光谱仪作用、提高其使用效率提供理论指导。

红外光谱-显微共焦激光拉曼光谱研究天然红宝石和蓝宝石中含水矿物包裹体特征

天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采集了天然红宝石和蓝宝石样品,用显微镜放大观察包裹体特征,结合红外光谱与显微共焦激光拉曼光谱测试研究了含水矿物包裹体的特征。结果表明:天然红宝石和蓝宝石样品中含水矿物包裹体的外观轮廓清晰,晶形完整;红外光谱在2000~3700cm-1附近显示出2105~2110cm-1和1977~1985cm-1硬水铝石和3619cm-1和3696cm-1高岭石等水(H 2 O或—OH等)的特征吸收峰;拉曼光谱中可见角闪石、云母、磷灰石和长石等结晶度较好的典型含水矿物包裹体的特征拉曼位移。该系列特征揭示了红宝石和蓝宝石样品中含有水的特征,可作为红宝石和蓝宝石天然成因且未经过热处理的鉴定依据。

激光显微共聚焦拉曼光谱仪对红色墨迹的研究

目的利用激光显微共聚焦拉曼光谱仪对文书中常见的红色墨迹材料进行表征,研究该方法对红色墨迹材料的区分能力。方法在785nm激发波长,50倍物镜条件下,对49种红色印文,以及9种彩色喷墨打印和13种彩色激光打印的红色墨迹材料进行拉曼光谱表征。结果通过对71种墨迹样品的谱图进行分析,可以发现,红色印文墨迹、喷墨打印红色墨迹及激光打印红色墨迹的拉曼光谱间均存在差异,同时,拉曼光谱可将这三种墨迹材料分别进一步区分。结论显微共聚焦激光拉曼光谱可对红色墨迹材料进行有效表征和区分。这一方法可对红色印文墨迹进行识别,并且可实现对伪造印文文件的鉴别。

基于主成分分析和K-means的便利贴显微共聚焦激光拉曼光谱分类

显微共聚焦激光拉曼光谱法与机器学习结合,建立便利贴物证识别分类模型,为基层民警开展侦查工作提供帮助。以36个不同产地、不同生产厂家的便利贴样品为研究对象,利用显微共聚焦激光拉曼光谱法获取便利贴样品拉曼光谱数据,并对拉曼光谱数据进行基线校正、曲线平滑、标准化预处理。利用主成分分析法对36个便利贴样品预处理后的拉曼光谱数据降维,提取了3个特征值大于等于1且累计贡献率85%以上的主成分,3个主成分解释了样品拉曼光谱数据大部分信息。利用K-means无监督聚类算法,指定K值范围,并计算对应聚类系数,确定36个便利贴样品最佳聚类数为6类。利用判别分析验证基于主成分分析和K-means的样品分类模型的适用性和准确性,经验证,样品分类模型原始分类正确率和交叉验证分类正确率分别为100%和97.22%。实验结果表明,显微共聚焦激光拉曼光谱法结合主成分分析和K-means可以实现便利贴分类模型构建,且分类结果可靠。

单个活态细胞显微激光拉曼散射光谱处理方法研究

单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差。本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比、灵敏度及降低荧光背景干扰。首先是宇宙射线的去除,之后进行谱线的归类,这是提高谱线灵敏度的关键步骤;其次是进行滤波及样品平均提高谱线的信噪比;最后是比较谱线本底降低荧光背景对定量分析的干扰。经过上述系列处理后单细胞拉曼谱线可使一些变化小、但灵敏的谱线表现出来,使其能更好地反映细胞内分子及结构信息等的变化。

低强度He-Ne激光照射水稻的显微拉曼散射研究

介绍了用显微拉曼研究经低强度He-Ne激光照射 ,并在均匀磁场中处理过的水稻的结果 ,并与未经处理水稻的拉曼光谱进行了比较。基本依据是激光对生物分子的共振激发作用理论。从实验结果看 ,其间的谱线有一定差异 ,表明激光照射和均匀磁场处理 ,有可能改变水稻的遗传特性。

显微共焦拉曼光谱技术区分喷墨打印机打印的彩色图文墨迹

目的建立显微共焦拉曼光谱法区分喷墨打印机打印的彩色图文墨迹的方法。方法利用显微共焦拉曼光谱技术所具有微量、微区、原位分析及非破坏性等特点,对24种常见彩色墨水墨迹分别进行检验。结果品红色墨点墨迹成分归类区分效果最好,其次是黄色墨点,最后是蓝色墨点。结论采用显微共焦拉曼光谱技术对彩色打印墨迹进行不同颜色单点分析可大大提高喷墨打印机厂家型号的识别率,是一种有效的检测手段。

Witec alpha 300M+激光共聚焦显微拉曼光谱仪使用与维护初探

激光共聚焦显微拉曼光谱仪是材料表征的一种重要工具,是从事拉曼光谱研究相关工作者的必备仪器。以Witec alpha 300M+激光共聚焦显微拉曼光谱仪为例,本文针对仪器的工作原理及硬件配置进行了研究,总结了对应的校准与调试方法及保养与维护经验。

InVia-Reflex显微共焦拉曼光谱仪的使用与管理维护

显微共聚焦拉曼光谱仪可有效分析物质的化学成分、微观结构、应力应变等特性,广泛应用于生命、医学、食品、化学、材料等领域,在拉曼研究中占有重要地位.介绍了InVia-Reflex显微共焦拉曼光谱仪的工作原理及使用方法,对激光损伤样品、激光强度变化引起拉曼光谱特征改变、拉曼信号隐藏在强背底信号中等常见问题进行了分析,给出了相应的解决方案.最后,详细阐述了如何有效地管理和维护设备,以提高仪器的使用效率,为同类型仪器的运行提供管理经验.

共焦激光扫描显微术在生物医学中的应用

本文对引起科学工作者广泛关注的共焦激光扫描显微术在生物医学领域中的离子成像及动态变化；单标记、多重标记的免疫荧光技术或免疫组化技术方面；活细胞、组织和器官观察及代谢追踪成像；提高显微测量精度；核酸及产物图象观察；生物学各学科（细胞生物学、神经生物学和发育生物学）；基础医学（药理学）；临床医学（细胞诊断学）及其他学科的广泛应用做了较为全面的阐述，为共焦激光扫描显微术在生物医学中的进一步应用及发展提供了线索。

显微共焦拉曼光谱法在添改文件检验中的应用

随着经济犯罪和民事纠纷案件的日益增多，针对合同、票据、文件中的某些文字是否添改形成的检验给司法工作者造成一定的麻烦，因此如何快速、准确、无损进行检验显得尤为关键。文献报道过用色谱法对签字笔墨迹进行鉴别，但都破坏了样品，无法满足物证的无损检验要求。显微共焦拉曼光谱法分析速度快，对样品无需处理就可直接进行无损检测，

DXR型与HR800型共聚焦显微拉曼光谱仪的比较

通过硬件和软件两方面对DXR激光显微拉曼光谱仪与HR800共聚焦显微拉曼光谱仪进行了比较.硬件上DXR多采用模块化、自动化和智能化设计,而HR800采用整体化和手动化设计,但分辨率和灵敏度较高.软件上DXR除了自动控制硬件和处理数据外,还具有庞大的谱图数据库,而HR800则少了一些自动控制功能,自带数据库谱图较少.因此,DXR适用于分析实验室,而HR800更适合于科研型机构.

激光共焦扫描显微术观测树脂改性玻璃离子水门汀的微结构

激光共焦扫描显微术是一种具有较高对比度和分辨能力的光学成像技术。利用这种技术对四种树脂改性玻璃离子水门汀样品的微观结构进行了成像观测 ,并对成像结果进行了分析。模拟口腔环境 ,样品被分别放置在pH =7.0的水环境以及pH =3.5的乳酸环境中 ,经过一段时间的腐蚀后进行成像。实验得到了几种样品的微结构信息以及腐蚀后的微结构变化信息 。

显微共焦拉曼光谱技术在材料学中应用进展研究

介绍显微共焦拉曼光谱的原理、优点以及该技术在材料科学、生命科学、肿瘤检测、文物考古、公安法学及地址矿物学等多个领域的最新应用和研究。重点介绍该技术在碳材料和光伏材料两个领域的最新研究进展,简要介绍联用技术最新情况。

显微共焦拉曼光谱技术在复杂未知物测定上的应用

复杂未知物的测定一直是食品分析检测领域的热点和难点之一,拉曼光谱技术因具有快速、无损、无需样品制备等优点,在各个领域被广泛应用。本文利用显微共焦拉曼光谱技术,对葡萄糖发酵后产生的复杂未知物A和B进行检测,探讨检测未知物质的方法,拟为复杂未知物质的鉴定提出一种检测思路。结果表明,样品A和样品B在显微镜放大观测下均为粉末状固体,样品A呈现红棕色,样品B呈现灰白色。样品A和样品B均在激光激发下产生强荧光,使CCD探测器饱和,探测不到拉曼光谱信号,且样品A和样品B均不适用强激光长时间照射来消除荧光背景干扰。针对强荧光未知物质的测定,可先通过纯化样品、更换激光器波长等措施消除荧光干扰,再应用显微共焦拉曼光谱技术进行分析测定。