Spectroscopie Raman Anti-Stokes coerent cu polarizare rotativă
Spectroscopia Raman coerentă anti-Stokes cu polarizare rotativă , cunoscută și sub numele de RP-CARS, este o implementare specială a spectroscopiei Raman coerente anti-Stokes (CARS). RP-CARS exploatează regulile de selecție dependente de polarizare pentru a analiza anizotropia orientării moleculare și direcția în care aceste molecule sunt aliniate în cadrul funcției de difuzie optică a punctului .
Procesul CARS
Spectroscopia Raman Coerentă Anti-Stokes (CARS) este un proces neliniar în care diferența dintre energiile unei perechi de fotoni incident este egală cu energia unui mod vibrațional al unei legături moleculare de interes. Această populație de fonon este apoi analizată într-un mod coerent prin interacțiunea cu un al treilea foton și ulterior este emisă radiația anti-Stokes.
Artefacte dependente de polarizare
În prezența anizotropiei de orientare moleculară în eșantion, imaginile CARS prezintă deseori artefacte datorită regulilor de selecție dependente de polarizare. Astfel de artefacte modifică intensitatea măsurată într-un mod sensibil la alinierea dintre planul de polarizare al luminii incidente și planul principal de orientare al legăturilor moleculare [1] . Acest efect se datorează faptului că procesul de amestecare cu patru unde este mult mai eficient atunci când planul de polarizare al luminii incidente este aliniat cu planul principal de orientare al vibrațiilor moleculare.
RP-CARS
RP-CARS exploatează regulile de selecție dependente de polarizare pentru a detecta orientarea microscopică locală a legăturilor moleculare care sunt observate. Folosind RP-CARS este posibil să se vizualizeze gradul de anizotropie al orientării legăturilor moleculare selectate și să se detecteze direcția lor medie de orientare [2] . Acest lucru este posibil prin rotirea continuă a orientării planului de polarizare a luminii incidente folosind o foaie rotativă pe jumătate de undă, și apoi analizând, secvențial și pentru fiecare pixel al imaginii, dependența intensității semnalului CARS în funcție de orientarea menționată mai sus. Aceasta permite măsurarea pentru fiecare pixel a planului mediu de orientare al legăturilor moleculare de interes și a gradului de anizotropie spațială în cadrul volumului funcției de difuzie optică a punctului [3] .
Aplicații
Posibile aplicații în domeniul biomedical al acestei tehnologii sunt legate de studiul mielinei și mielopatiilor . Mielina este o structură extrem de ordonată în care multe foarte compactat, lipidelor îmbogățit fosfolipide bistratificați sunt încolăcit în jurul axonilor cilindrice. Lanțurile acil liniare ale moleculelor fosfolipidice sunt orientate perpendicular pe suprafața mielinei. Astfel, într-o fibră nervoasă mielinizată, un număr mare de legături moleculare sunt orientate în jurul unei axe radiale de simetrie. Prezența unei astfel de anizotropii moleculare puternice și a simetriei azimutului face din RP-CARS un instrument foarte potrivit pentru investigarea substanței albe nervoase [3] .
Notă
- ^ Bélanger, E. și colab. Imagistica cantitativă a mielinei cu microscopie coerentă de împrăștiere Raman anti-Stokes: ameliorarea dependenței de polarizare a excitației cu fascicule laser polarizate circular. Opta. Express 17.21 (2009): 18419-18432. imagini cu mielină cu microscopie de împrăștiere anti-Stokes Raman coerentă: atenuarea dependenței de polarizare a excitației cu fascicule laser polarizate circular Arhivat 22 februarie 2014 în Internet Archive .
- ^ Giuseppe de Vito, Angelo Bifone și Vincenzo Piazza. Microscopie CARS rotativă-polarizată: combinând sensibilitatea de orientare chimică și moleculară. , Optics express 20.28 (2012): 29369-29377. CARS microscopy: combining chimical and molecular orientation sensitive Arhivat 22 februarie 2014 la Internet Archive .
- ^ a b Giuseppe de Vito și Vincenzo Piazza, Analiza rapidă a semnalului în microscopia CARS rotativă-polarizare , procesare și stocare optică a datelor, doi: 10.2478 / odps-2014-0001, (2014)
