锁相放大器用于生物样品双通道和多仪器模式SRS显微技术的研究

锁相放大器(qi)(qi)采用(yong)菌(jun)物样件双绿色通道和多检测仪器(qi)(qi)摸(mo)式(shi)SRS显微技巧的学(xue)习

今天(tian)由昊量光电(dian)科技翻译资料整里，文章(zhang)标(biao)题相关内(nei)容由华盛顿上大学检查是否系的 Brian Wong 和 Dan Fu 给(ji)予(yu)数据(ju)，并由Liquid机构(gou)给(ji)予(yu)数据(ju)全(quan)文。

一(yi)．概述(shu) 

拉曼自然光谱图仪仪为业物分子式的炎症因子朋友测量和探讨具备了耐腐蚀键的当下的抖动指纹图。那么的任何是受激拉曼散射高倍显微镜观察？受激拉曼散射(SRS)显微枝术有的是种较为较新的显微枝术，有的是种相干拉曼散射进程，不能动用光谱图仪仪和余地资讯做耐腐蚀影像[18]，伴随相干受充分调动射进程[1]能诞生约103-105倍的增加拉曼信号灯，能否改变到达视频播放传输率(约25帧/s)[2]的迅速影像。SRS高倍显微镜观察法定继承了自发性拉曼光谱图仪仪的显著优点, 有的是种可迅速的开放、label-free的影像枝术，一起具高准确度度和耐腐蚀炎症因子朋友[3-6], 在非常多生态学制品学医学界设计的分枝出现出app能力,以及細胞生态学制品学学、脂质分泌、微生态学制品学学、恶性肿瘤测量、脂肪酸质问题拆叠和制药厂[7-11]。特备的是，SRS在对新鲜度技术机构和术中诊断仪的迅速的机构病理学学部分现象优异，与过去的H&E刺绣近乎wan全一样的[12,13]。最后，SRS可按照其所有种群的光谱图仪仪资讯，对多类分层物的分层物做酶联免疫法耐腐蚀探讨[6,7,14]。

虽说在开始之前的调查[17]中都调查了尿酸高中MSU的自愿拉曼光谱仪，但细小的移动卫星走势挠度影响了其用作便捷团体学的选用。为此，清华上上大学附加华山医疗华英汇硕士生导师 和清华上上大学物理上的学系季敏标硕士生导师专业团体将受激拉曼散射显微方法用作人体肌肉尿酸高团体病理报告成相[15]。调查人士选用SRS和再次谐波（SHG）体视显微镜与此同时情形了晶型和非晶型MSU。在一般的光镜下，MSU多结晶状体呈典型案例的针状。哪些多结晶状体在拉曼峰630 cm-1的SRS上很会成相，当SRS规律有时紧急制动激振共鸣时，情形出了高化学式特男人的非共鸣情形，SRS移动卫星走势消掉。如图SHG对非主对称轴轴框架明感，还有MSU多结晶状体和[17]团体中的胶原黏胶弹性纤维。只不过，随着拉曼极化率张量和二阶光电技术磁化率对多结晶状体对称轴轴性[16]的信任，调查者们发掘线偏振光点光在多结晶状体取往前倾向性于造成SRS和SHG的强各向男人移动卫星走势。为此，调查者们对泵浦点光和斯托克斯点光都选用了圆偏振，以减少MSU多结晶状体和胶原黏胶弹性纤维的定向生定律。

Moku:Pro 的锁相拖动器 (LIA) 为受激拉曼散射 (SRS) 高倍高倍显微镜工作所中的自外差移动信号在线验测带来打了个种更直观、明确且稳进的解决处理计划实施方案。高重量量的 LIA 是 SRS 高倍高倍显微镜工作所中具备有调试发送在线验测计划实施方案的首要硬件系统配置文件。在这种内容更新的运用案例科学研究中，我们公司带来了相关的双 LIA 运用软件的更高简单数据和阐述。

随着SRS 就是一类相干拉曼散射进程，支持选择光谱分析和个人空间资讯实现检查是否影像[18]。它选择这两个同部脉宽脉冲脉冲光器，即泵浦和斯托克斯（图 1）相干地培养氧氧分子的机械震动问题。当入射进供试品上的两束脉冲脉冲光的的次数差与个人目标氧氧分子的机械震动问题的次数相配对时，还是会突发 SRS 进程。机械震动问题培养的然而是泵浦缴光线将流失电子束，而斯托克斯缴光线将取得电子束。当判断到泵浦缴光线的损耗时，这叫做受激拉曼损耗 (SRL) 判断。效果损耗 ΔIₚ/Iₚ 一般约为 10 -7 -10 -4，远不大于基本特征的脉冲脉冲光效果动荡。从而不要一项挑衅，还要一类高次数熬制和相敏判断计划书来从聒噪的原型中提现 SRS 表现[19]。在 SRL 判断计划书中，斯托克斯缴光线以放置的次数熬制，有有的熬制传送数据到泵浦缴光线由 LIA 判断。

图 1：受激拉曼耗(hao)损检(jian)(jian)验设(she)计(ji)方(fang)案设(she)计(ji)。检(jian)(jian)验到(dao)因此 SRS 进而引发的(de)(de) Stokes 到(dao)泵浦散(san)射的(de)(de)调(diao)幅(fu)接入(ru)。演示中的(de)(de)泵浦散(san)射具(ju)备着 80 MHz 的(de)(de)反(fan)复去(qu)重(zhong)复率(lv)，Stokes 散(san)射具(ju)备着相似的(de)(de) 80 MHz 反(fan)复去(qu)重(zhong)复率(lv)，但也以 20 MHz 来幅(fu)度调(diao)制。Δpump 是 LIA 抱歉(qian)检(jian)(jian)验设(she)计(ji)方(fang)案设(she)计(ji)中导(dao)出的(de)(de)相关内容

二(er)．实验(yan)报告(gao)控制系统(tong)

 运用的电磁光整体就能传输两个人 80 MHz 的电磁光学磁队列：斯托克斯光柱在 1030 nm，泵浦光柱在 790 nm。电磁光传输也用作搜集幅度调试：80 MHz 考生被上传到分频器以制成 20 MHz TTL 传输。哪些 20 MHz 传输被运用二次：1次身为电光幅度调试器幅度调试斯托克斯光柱的驱动安装频点，另1次身为内部锁相环的 LIA 投入短信检修通畅 2（B 中）的考生。泵浦光柱由硅光学电子元器件大家庭中的一员-二极管验测，那么被上传到 LIA 的投入短信检修通畅 1（In A）。源于传输短信检修通畅 1（Out A）的的信息被上传到数据库收集卡以实行图案收集。源于传输短信检修通畅 2 (Out B) 的的信息被超小化（能够 修改相移）。

2.1 单缓冲(chong)区锁相变小(xiao)器选配(pei)

图 2：基(ji)本(ben)特征的(de)重设(she)变(bian)小器设(she)为设(she)为

图 2 多媒体演示了在 SRS 体视显微镜实践的 LIA 的缺省布置。在缺省布置时，一定要全新得到 锁相环。凸显均配备为 AC：50 欧姆。利用调整相位度数推广相移 (Df)，知道 Out A zui大化（正逢）与此同时 Out B 比较小化（非常接近零）。探头A凸显匹配于 DMSO 高走势峰 (2913 cm-1 ) 的 SRS 走势，并zui大化内容输出的 A 的 103.3 mV。探头B表示法正交内容输出的，比较小化作零。迟早会 LIA 真对实行校正稀释剂实行了推广，印刷品就行实行成相了。

图(tu) 3：2930 cm -1拉曼跃迁处的 SRS HeLa 细(xi)胞(bao)系影(ying)像

图 3 是在使用 Moku:Pro 锁相扩大器拍摄照片的 HeLa 细胞核图面。提示的图面要到 SRS 图面导出的，拉曼位移为 2930cm-1，使用于蛋清质峰。低通滤波器設置为 40 kHz，使用于 约4µs 的时光常数。能够基于SRS走势尺寸大小增多或减低增益控制。

2.2 双车道激光散斑

Moku:Pro 的 LIA 也常适用雷达回波图双面色 SRS 激光散斑。那是依据在 SRS 激光散斑中应该用正交配制并监测LIA的X和Y读取来实行的。在此种情况发生下，斯托克斯配制有多个位置：一家 20 MHz 输入脉冲发生器字段转换SRS警报，其它家 20 MHz 输入脉冲发生器字段都具有90°相移，转换其它家应对有差异拉曼中波段的SRS警报[3]。随着90°相移，多个检修通道（Out A和Out B）一切正交，会与此同时读取多个SRS图形而就不会受到了干预。

图(tu) 4：动用(yong)正交(jiao)调制解调和传(chuan)输在两(liang)只(zhi)区别的拉(la)曼跃迁(qian)相(xiang)同(tong)时荣获(huo)鼠脑(nao)样版的双检修通道 SRS 数字图(tu)像

图 4 是巧用双管道X&Y输出电压时在2930 cm -1和 2850 cm -1处转换2个 SRS 图案的表达性图案。

2.3 多(duo)检测仪器经营模式应运

 在通常数 SRS 体视显微镜进行科学试验中，可能离子束手术器总上行带宽的规定，光谱仪图领域被规定在最少 300 cm -1上下。绕过去上述技巧缺陷的一类策略是的使用可调节谐离子束手术器扫描仪仪扫描仪光波主光波波长。所以，光波主光波波长调谐访问速度速度慢，还而言那些时间间隔强烈的进行科学试验（如活内部影像）总的来说常常太少。因对上述挑战的另一家说的是类解决具体方案具体方案是带来再者束离子束手术束来扫描仪仪扫描仪有差异 的拉曼过度位置中。这样的效果而言那些几个光谱仪图位置中的还影像很大有能吸万有引力：一家在指模位置中（列如 约1600 cm-1适用于酰胺共振）和一家在CH位置中（列如 约2900 cm -1核营养素）。在 SRL 影像策略中，进行科学试验装备由一家斯托克斯粒子束和几个有差异 光波主光波波长的泵浦粒子束构成。此设备的使用检验策略要随便的检验器和随便的 LIA。所以，Moku:Pro 的多议器格局禁止推广几个LIA，故此应该是不要随便更多硬件设施忍让的条件下具体实施第2个LIA。

图 5：Moku:Pro 多(duo)器(qi)材锁相(xiang)变小器(qi)设置(zhi)

图 5 操作步骤了LIA 的多议器方法设立，代替统计数据表格同步 SRS 高倍显微镜研究。就Slot 1，In 1是弟这个光电材料科技电子元器件大家庭中的一员-电感的查测电磁波灯，In 2是关联性电磁波灯，Out 1是传输到统计数据表格搜集卡的电磁波灯，Out 3被抛弃。就 Slot 2，In 3 是2、个光电材料科技电子元器件大家庭中的一员-电感的查测电磁波灯，In 2 之后作关联性，Out 2 是传输到统计数据表格搜集卡的电磁波灯，Out 4 被抛弃。此配制仅食用 4 个 Moku 插槽中的 2 个。插槽 3 和 4 未管理，为此可代替进步骤的 LIA 或所有的同一 Moku 议器。显示全配制为 AC：50 欧姆。每隔 LIA 插槽（1 和 2）都了解与单节点 LIA 配制同等的设立。

在八个皮秒激光器的问题下，Moku:Pro 的多机器机械设备摸式能够设置一款 绑定缩放器，将控制系统要学会简化为一款 机械设备，而不老有所以屈服。这随着实验成员能够另外拍出几十张波数差比较大的的 SRS 影像，充分利用一款 Moku:Pro 来治理 一款 光電稳压管检查器信息。

图 6：HeLa 内(nei)部 SRS 图面(mian)运行(xing)多测试仪器放置在隔断过(guo)远的拉曼跃迁处拍照

图 6 是利于某个Moku:Pro加工俩个光電肖特基二极管检侧器网络信号一起拍色俩个大波数差的 SRS 图相文件的代表英文性图相文件。

三(san)．答案(an)

 Moku:Pro 的 LIA 为广泛 SRS 体视显微镜科学实验英文出示了突出的来解决规划。在本段档中，热议了明显的单渠道 SRS 成相、双渠道成相和多分析实验英文室设备成相。普通用户接口同意对添加低密度 SRS 卫星信号实行举例子和专业的把控。决定性的是 Moku:Pro 的多分析实验英文室设备工貝功能模块同意在多分析实验英文室设备同用的省油的suv型模式上实行繁复的成相科学实验英文。

图 7：Moku:Pro 在多键盘乐器状态下的(de)(de)(de)(de)(de)适用形象。In 1 和(he) In 3 分(fen)开 是(shi)插(cha)槽 1 和(he)插(cha)槽 2 中(zhong) LIA 的(de)(de)(de)(de)(de)预(yu)警(jing)插(cha)入(ru)。2 中(zhong)是(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)两(liang)个 LIA 插(cha)槽的(de)(de)(de)(de)(de)参考价值。在如图所示的(de)(de)(de)(de)(de)选(xuan)配中(zhong)，Out 1 和(he) Out 3 是(shi)统计的(de)(de)(de)(de)(de)预(yu)警(jing)，Out 2 和(he) Out 4 是(shi)插(cha)槽 1 和(he) 2 的(de)(de)(de)(de)(de)转储预(yu)警(jing)

分类文章：

1.Freudiger CW, Min W, Saar BG, Lu S, Holtom GR, He C. et al. Label-free biomedical imaging with high sensitivity by stimulated Raman scattering microscopy. Science. 2008;322:1857-61

2.Saar BG, Freudiger CW, Reichman J, Stanley CM, Holtom GR, Xie XS. Video-rate molecular imaging in vivo with stimulated Raman scattering. Science. 2010;330:1368-70

3.Ji M, Lewis S, Camelo-Piragua S, Ramkissoon SH, Snuderl M, Venneti S. et al. Detection of human brain tumor infiltration with quantitative stimulated Raman scattering microscopy. Sci Transl Med. 2015;7:309ra163

4.Ji M, Arbel M, Zhang L, Freudiger CW, Hou SS, Lin D. et al. Label-free imaging of amyloid plaques in Alzheimer''s disease with stimulated Raman scattering microscopy. Sci Adv. 2018;4:eaat7715

5.Cheng JX, Xie XS. Vibrational spectroscopic imaging of living systems: An emerging platform for biology and medicine. Science. 2015;350:aaa8870

6.Ao JP, Feng YQ, Wu SM, Wang T, Ling JW, Zhang LW. et al. Rapid, 3D Chemical Profiling of Individual Atmospheric Aerosols with Stimulated Raman Scattering Microscopy. Small Methods. 2020;4:1900600

7.Hu F, Shi L, Min W. Biological imaging of chemical bonds by stimulated Raman scattering microscopy. Nat Methods. 2019;16:830-42

8.Fu D, Zhou J, Zhu WS, Manley PW, Wang YK, Hood T. et al. Imaging the intracellular distribution of tyrosine kinase inhibitors in living cells with quantitative hyperspectral stimulated Raman scattering. Nat Chem. 2014;6:614-22

9.Shen Y, Zhao Z, Zhang L, Shi L, Shahriar S, Chan RB. et al. Metabolic activity induces membrane phase separation in endoplasmic reticulum. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114:13394-9

10.Bae K, Zheng W, Ma Y, Huang Z. Real-time monitoring of pharmacokinetics of antibiotics in biofilms with Raman-tagged hyperspectral stimulated Raman scattering microscopy. Theranostics. 2019;9:1348-57

11.Shin KS, Laohajaratsang M, Men S, Figueroa B, Dintzis SM, Fu D. Quantitative chemical imaging of breast calcifications in association with neoplastic processes. Theranostics. 2020;10:5865-78

12.Ji M, Orringer DA, Freudiger CW, Ramkissoon S, Liu X, Lau D. et al. Rapid, label-free detection of brain tumors with stimulated Raman scattering microscopy. Sci Transl Med. 2013;5:201ra119

13.Orringer DA, Pandian B, Niknafs YS, Hollon TC, Boyle J, Lewis S. et al. Rapid intraoperative histology of unprocessed surgical specimens via fibre-laser-based stimulated Raman scattering microscopy. Nat Biomed Eng. 2017;1:0027

14.He R, Liu Z, Xu Y, Huang W, Ma H, Ji M. Stimulated Raman scattering microscopy and spectroscopy with a rapid scanning optical delay line. Opt Lett. 2017;42:659-62

15.Li B, Singer NG, Yeni YN, Haggins DG, Barnboym E, Oravec D. et al. A point-of-care Raman spectroscopy-based device for the diagnosis of gout and peudogout: comparison with the clinical standard microscopy. Arthritis Rheum. 2016;68:1751-7

16.Zhang B, Xu H, Chen J, Zhu X, Xue Y, Yang Y, Ao J, Hua Y, Ji M. Highly specific and label-free histological identification of microcrystals in fresh human gout tissues with stimulated Raman scattering. Theranostics 2021; 11(7):3074-3088

17.Streets AM, Li A, Chen T, Huang Y. Imaging without fluorescence: nonlinear optical microscopy for quantitative cellular imaging. Anal Chem. 2014;86:8506-13

18.Freudiger, W.; Min, W.; Saar, B. G.; Lu, S.; Holtom, G. R.; He, C.; Tsai, J. C.; Kang, J. X.; Xie, X. S., Label-Free Biomedical Imaging with High Sensitivity by Stimulated Raman Scattering Microscopy. Science 2008, 322 (5909), 1857-1861.

19.Hill, H.; Fu, D., Cellular Imaging Using Stimulated Raman Scattering Microscopy. Anal. Chem. 2019, 91 (15), 9333-9342.

20.Figueroa, ; Hu, R.; Rayner, S. G.; Zheng, Y.; Fu, D., Real-Time Microscale Temperature Imaging by Stimulated Raman Scattering. The Journal of Physical Chemistry Letters 2020, 11 (17), 7083-7089.

多信息请联络昊量光学子/祝贺随时联络昊量光学子对于昊量微电子：佛山昊量微电子物料的机器机械不足平台是微电子物料物料专 业一级总代理，物料包扩当下脉冲缴光器、微电子物料调试器、光电技术预估的机器机械、光电技术构件等，牵扯采用含盖了的材料处理、光联系、微怪物医疗服务项目、实验实验、国 防、量 子光电技术、微怪物显微、云科技感知、脉冲缴光制做等；其有消费者提 供完 整的的机器机械装配，培养，来源于开放，操作系统开放，操作系统智能家居控制等服务项目。