相干反斯托克斯拉曼光谱仪,CARS显微镜

　　相干反斯托克斯拉曼显微镜是一款采用CARS光谱和拉曼显微镜结合的CARS显微镜,整套系统截成了扫描CARS显微镜,拉曼扫描共聚焦显微镜和传统扫描共聚焦激光显微镜。

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　　相干反斯托克斯拉曼显微镜具有5通道，可同时高速测量：

　　F-CARS

　　E-CARS和拉曼

　　反射激光辐射

　　透射激光辐射

　　冷光激光辐射

　　相干反斯托克斯拉曼CARS优点

　　高灵敏度：相干反斯托克斯拉曼CARS比拉曼显微镜产生更为密集而直接的信号

　　反斯托克斯CARS信号频率超过泵浦波长频率，没有斯托克斯发光问题

　　斯托克斯CARS仅仅在聚焦视野中激发强度出现，使用非共聚焦小孔还能具有高空间分辨率成像，还可以进行3D 逐层扫描，且相邻两层的影响做到最小。

　　斯托克斯CARS系列的光谱分辨率仅仅由泵浦激光的线宽决定，非常方便测量

　　斯托克斯CARS信号正比于分子浓度平方，可用于定量测量样品中的化学物质浓度

　　对于生命科学而言，CARS是一种非接触式的安全的技术，可直接探测活细胞分子而不需要荧光标记

　　CARS与拉曼对比

　　空间分辨率

　　宽光谱范围:

　　高光谱分辨率

　　同时多功能分析

　　CARS信号高速成像

　　共聚焦拉曼成像

　　共聚焦荧光成像包括双光子或多光子发射

　　反射激光的共聚焦成像

　　透射激光的高对比度成像

　　二倍频激光可用于可视化表面形貌

　　图2：3D CARS image of liquid crystal 8CB structure on resonant frequency 2236 cm-1

　　可测量F-CARS, E-CARS或P-CARS

　　5个独立通道可用于同时探测4个2D或3D图像

　　F-CARS:CARS信号向前方向

　　E-CARS&Raman:CARS信号向后/拉曼信号

　　反射：反射激光信号

　　透射：透过激光信号

　　发光：透过激光信号

　　激发和探测的偏振控制

　　CARS型号激发

　　另外有633nm激光用于单光子荧光激发和自发拉曼散射

　　计算机控制，自动开关

　　图3：

　　3个扫描模式

　　激光束在样品表面Y扫描

　　样品在Y在动位移载物台上运动

　　Y扫描器和自动位移台

　　相干反斯托克斯拉曼显微镜可在全波长范围提供校准精度高达+/-0.002nm，内置了校准灯泡提供参考线,可自动校准单色仪和摄谱仪。

　　相干反斯托克斯拉曼显微镜软件部分

　　在线控制系统参数

　　全自动模式：测量模式自动转换，可选择激发波长，选择激发波长偏振，选择光栅，选择中心波长

　　共聚焦2D成像和3D成像：扫描，加速和数据存储

　　CARS成像，拉曼成像和发光光谱

　　不同光谱校准方法

　　2D/3D成像数据

　　图像处理功能：图像校正，公制统计，数字滤波，图像大小改变和旋转

　　光谱处理功能：背景滤除，数学操作包括增加，扣除，除，乘等

　　扫描模式：点扫描，Y扫描，Z,YZ,YZ扫描

　　扫描技术：

　　扫描振镜：2D高速成像

　　扫描振镜+Z轴压电扫描：3D高速成像

　　自动位移台：2D成像

　　自动位移台+Z轴压电扫描：3D成像

　　扫描振镜+自动位移台：2D全景成像

　　扫描振镜+自动位移台+压电Z轴扫描器：3D全景成像

　　相干反斯托克斯拉曼显微镜应用

　　纳米生物学：高分辨率实时而非侵入式分析细胞和活细胞

　　微纳米材料研究：半导体，液晶，制药等微结构和材质研究

　　图4：Selective imaging of MIA-PaCa pancreatic human cancer cell for resonance 2845 cm -1 C-H bound (C-H aliphatic stretch). Selective lipids visualization.

　　图5：3D image of a cell