Chemische Bildgebung - Chemical imaging

Chemical Imaging (als quantitativ – chemisches Mapping ) ist die analytische Fähigkeit, ein visuelles Bild der Komponentenverteilung aus der gleichzeitigen Messung von Spektren und räumlichen, zeitlichen Informationen zu erstellen. Die hyperspektrale Bildgebung misst zusammenhängende Spektralbänder, im Gegensatz zur multispektralen Bildgebung, die beabstandete Spektralbänder misst.

Die Hauptidee - für die chemische Bildgebung kann der Analytiker wählen, so viele Datenspektren zu nehmen, die an einer bestimmten chemischen Komponente an einem räumlichen Ort gleichzeitig gemessen wurden; dies ist für die chemische Identifizierung und Quantifizierung nützlich. Alternativ kann die Auswahl einer Bildebene bei einem bestimmten Datenspektrum ( PCA – multivariable Daten der Wellenlänge, räumlicher Ort zur Zeit) die räumliche Verteilung von Probenkomponenten abbilden, vorausgesetzt, dass ihre spektralen Signaturen bei dem ausgewählten Datenspektrum unterschiedlich sind.

Software für die chemische Bildgebung ist am spezifischsten und unterscheidet sich von chemischen Methoden wie der Chemometrie .

Bildgebende Instrumente haben drei Komponenten: eine Strahlungsquelle zum Beleuchten der Probe, ein spektral selektives Element und normalerweise ein Detektorarray (die Kamera) zum Sammeln der Bilder. Das Datenformat wird Hypercube genannt . Der Datensatz kann als Datenwürfel visualisiert werden , ein dreidimensionaler Datenblock, der sich über zwei räumliche Dimensionen (x und y) erstreckt, wobei eine Reihe von Wellenlängen (Lambda) die dritte (spektrale) Achse bildet. Der Hyperwürfel kann visuell und mathematisch als eine Reihe von spektral aufgelösten Bildern (jede Bildebene entspricht dem Bild bei einer Wellenlänge) oder eine Reihe von ortsaufgelösten Spektren behandelt werden.

Geschichte

Kommerziell erhältliche laborbasierte chemische Bildgebungssysteme kamen in den frühen 1990er Jahren auf (Ref. 1-5). Neben wirtschaftlichen Faktoren, wie dem Bedarf an hochentwickelter Elektronik und extrem High-End-Computern, bestand ein wesentliches Hindernis für die Kommerzialisierung der Infrarot-Bildgebung darin, dass das zum Lesen von IR-Bildern benötigte Focal Plane Array (FPA) nicht ohne weiteres im Handel erhältlich war. Als Hochgeschwindigkeitselektronik und hochentwickelte Computer alltäglich wurden und Infrarotkameras leicht kommerziell erhältlich wurden, wurden chemische Bildgebungssysteme für Labors eingeführt.

Ursprünglich für neuartige Forschungen in spezialisierten Labors verwendet, wurde die chemische Bildgebung in weniger als einem Jahrzehnt zu einer gebräuchlicheren Analysetechnik für allgemeine Forschung und Entwicklung, Qualitätssicherung (QA) und Qualitätskontrolle (QC). Die schnelle Akzeptanz der Technologie in einer Vielzahl von Branchen (Pharma, Polymere, Halbleiter, Sicherheit, Forensik und Landwirtschaft) beruht auf der Fülle an Informationen, die sowohl die chemische Zusammensetzung als auch die Morphologie charakterisieren. Die Parallelität chemischer Bildgebungsdaten ermöglicht die gleichzeitige Analyse mehrerer Proben für Anwendungen, die neben der Charakterisierung einer einzelnen Probe auch eine Analyse mit hohem Durchsatz erfordern.

Anwendungen

Hyperspektrale Bildgebung wird am häufigsten auf feste oder gelförmige Proben angewendet und findet Anwendung in Chemie, Biologie, Medizin, Pharmazie (siehe auch zum Beispiel: Lebensmittelwissenschaft, Biotechnologie, Landwirtschaft und Industrie. NIR-, IR- und Raman-chemische Bildgebung wird auch genannt B. hyperspektrale , spektroskopische, spektrale oder multispektrale Bildgebung (siehe auch Mikrospektroskopie ). Es werden jedoch auch andere ultrasensitive und selektive Bildgebungsverfahren verwendet, die entweder UV-Vis- oder Fluoreszenz-Mikrospektroskopie beinhalten. Viele Bildgebungsverfahren können verwendet werden, um Proben aller Art zu analysieren Größen, vom einzelnen Molekül über die zelluläre Ebene in Biologie und Medizin bis hin zu Bildern von Planetensystemen in der Astronomie, aber es werden unterschiedliche Instrumente verwendet, um Beobachtungen auf so sehr unterschiedlichen Systemen durchzuführen.

Jedes Material, dessen Funktionalität von chemischen Gradienten abhängt, kann durch eine analytische Technik untersucht werden, die eine räumliche und chemische Charakterisierung verbindet. Um solche Materialien effizient und effektiv zu entwickeln und herzustellen, müssen sowohl das „Was“ als auch das „Wo“ gemessen werden. Die Nachfrage nach dieser Art der Analyse steigt, da die hergestellten Materialien komplexer werden. Chemische Bildgebungsverfahren sind entscheidend für das Verständnis moderner hergestellter Produkte und sind in einigen Fällen eine zerstörungsfreie Technik, damit Proben für weitere Tests aufbewahrt werden.

Viele Materialien, sowohl hergestellte als auch natürlich vorkommende, beziehen ihre Funktionalität aus der räumlichen Verteilung von Probenkomponenten. Beispielsweise können pharmazeutische Formulierungen mit verlängerter Freisetzung erreicht werden, indem eine Beschichtung verwendet wird, die als Sperrschicht wirkt. Die Freisetzung des Wirkstoffs wird durch das Vorhandensein dieser Barriere kontrolliert, und Mängel in der Beschichtung, wie beispielsweise Diskontinuitäten, können zu einer veränderten Leistung führen. In der Halbleiterindustrie können Unregelmäßigkeiten oder Verunreinigungen in Siliziumwafern oder gedruckten Mikroschaltungen zum Ausfall dieser Bauteile führen. Die Funktionalität biologischer Systeme hängt auch von chemischen Gradienten ab – eine einzelne Zelle, Gewebe und sogar ganze Organe funktionieren aufgrund der sehr spezifischen Anordnung der Komponenten. Es hat sich gezeigt, dass selbst kleine Veränderungen der chemischen Zusammensetzung und Verteilung ein Frühindikator für eine Krankheit sein können.

Grundsätze

Die chemische Bildgebung teilt die Grundlagen der schwingungsspektroskopischen Techniken, liefert jedoch zusätzliche Informationen durch die gleichzeitige Aufnahme ortsaufgelöster Spektren. Es kombiniert die Vorteile der digitalen Bildgebung mit den Eigenschaften spektroskopischer Messungen. Kurz gesagt misst die Schwingungsspektroskopie die Wechselwirkung von Licht mit Materie. Photonen, die mit einer Probe wechselwirken, werden entweder absorbiert oder gestreut; Photonen spezifischer Energie werden absorbiert, und das Absorptionsmuster liefert Informationen oder einen Fingerabdruck über die in der Probe vorhandenen Moleküle.

Andererseits kann die chemische Bildgebung hinsichtlich des Beobachtungsaufbaus in einem der folgenden Modi durchgeführt werden: (optische) Absorption , Emission (Fluoreszenz), (optische) Transmission oder Streuung (Raman). Derzeit besteht Konsens, dass die Fluoreszenz- ( Emission ) und Raman- Streuungsmodi die empfindlichsten und leistungsstärksten, aber auch teuersten sind.

Bei einer Transmissionsmessung durchdringt die Strahlung eine Probe und wird von einem Detektor gemessen, der sich auf der anderen Seite der Probe befindet. Die von der einfallenden Strahlung auf das/die Molekül(e) übertragene Energie lässt sich als Differenz zwischen der von der Quelle emittierten Photonenmenge und der vom Detektor gemessenen Menge berechnen. Bei einer Messung des diffusen Reflexionsvermögens wird dieselbe Energiedifferenzmessung durchgeführt, aber die Quelle und der Detektor befinden sich auf derselben Seite der Probe und die gemessenen Photonen sind von der beleuchteten Seite der Probe wieder ausgetreten und nicht hindurchgegangen es. Die Energie kann bei einer oder mehreren Wellenlängen gemessen werden; Wenn eine Reihe von Messungen durchgeführt wird, wird die Antwortkurve als Spektrum bezeichnet .

Ein Schlüsselelement bei der Aufnahme von Spektren ist, dass die Strahlung irgendwie energieselektiert werden muss – entweder vor oder nach der Wechselwirkung mit der Probe. Die Wellenlängenauswahl kann mit einem festen Filter, einem abstimmbaren Filter, einem Spektrographen, einem Interferometer oder anderen Geräten erfolgen. Für einen Ansatz mit festem Filter ist es nicht effizient, eine signifikante Anzahl von Wellenlängen zu sammeln, und normalerweise werden multispektrale Daten gesammelt. Die chemische Bildgebung auf Interferometerbasis erfordert die Erfassung ganzer Spektralbereiche und führt daher zu hyperspektralen Daten. Abstimmbare Filter bieten die Flexibilität , je nach analytischen Anforderungen entweder multispektrale oder hyperspektrale Daten bereitzustellen .

Spektren werden typischerweise mit einem bildgebenden Spektrometer gemessen , das auf einem Focal Plane Array basiert .

Terminologie

Einige Wörter, die in der Spektroskopie, optischen Mikroskopie und Fotografie gebräuchlich sind, wurden für ihre Verwendung in der chemischen Bildgebung angepasst oder in ihrem Umfang modifiziert. Dazu gehören: Auflösung, Sichtfeld und Vergrößerung. Bei der chemischen Bildgebung gibt es zwei Arten von Auflösungen. Die spektrale Auflösung bezieht sich auf die Fähigkeit, kleine Energieunterschiede aufzulösen; es gilt für die Spektralachse. Die räumliche Auflösung ist der Mindestabstand zwischen zwei Objekten, der erforderlich ist, damit sie als unterschiedliche Objekte erkannt werden. Die räumliche Auflösung wird durch das Sichtfeld beeinflusst , ein physikalisches Maß für die Größe des durch die Analyse untersuchten Bereichs. Bei der Bildgebung ist das Sichtfeld ein Produkt aus der Vergrößerung und der Anzahl der Pixel im Detektorarray. Die Vergrößerung ist ein Verhältnis der physikalischen Fläche des Detektorarrays geteilt durch die Fläche des Probensichtfeldes. Höhere Vergrößerungen für denselben Detektor bilden einen kleineren Bereich der Probe ab.

Arten von schwingungschemischen Bildgebungsinstrumenten

Die chemische Bildgebung wurde für die Spektroskopie im mittleren Infrarot, im nahen Infrarot und die Raman-Spektroskopie implementiert . Wie ihre Gegenstücke zur Massenspektroskopie hat jede Bildgebungstechnik besondere Stärken und Schwächen und ist am besten geeignet, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen.

Chemische Bildgebung im mittleren Infrarotbereich

Ein Satz Steine, die mit einem Specim LWIR-C Hyperspektral- Imager im thermischen Infrarotbereich von 7,7 µm bis 12,4 µm gescannt wurden . Mineralien wie Quarz- und Feldspatspektren sind deutlich erkennbar.

Die Spektroskopie im mittleren Infrarot (MIR) untersucht grundlegende Molekülschwingungen, die im Spektralbereich von 2.500-25.000 nm auftreten. Kommerzielle Bildgebungsimplementierungen im MIR-Bereich verwenden je nach Anwendung hyperspektrale Bildgeber oder Fourier-Transform-Infrarot( FT-IR )-Interferometer. Die MIR-Absorptionsbanden neigen dazu, relativ schmal und gut aufgelöst zu sein; Eine direkte Spektralinterpretation ist oft durch einen erfahrenen Spektroskopiker möglich. Die MIR-Spektroskopie kann subtile Veränderungen in Chemie und Struktur erkennen und wird häufig zur Identifizierung unbekannter Materialien verwendet. Die Absorptionen in diesem Spektralbereich sind relativ stark; Aus diesem Grund ist die Probenpräsentation wichtig, um die Materialmenge zu begrenzen, die mit der einfallenden Strahlung im MIR-Bereich wechselwirkt. Daten können im Reflexions-, Transmissions- oder Emissionsmodus gesammelt werden. Wasser ist ein sehr starker Absorber von MIR-Strahlung und nasse Proben erfordern oft fortgeschrittene Probenahmeverfahren (wie abgeschwächte Totalreflexion ). Kommerzielle Instrumente umfassen Punkt- und Linienmapping und Bildgebung. Chemische Bildgebung im mittleren Infrarotbereich kann auch mit räumlicher Auflösung im Nanometerbereich unter Verwendung von rasterkraftmikroskopbasierter Infrarotspektroskopie (AFM-IR) durchgeführt werden.

Chemische Fernbildgebung einer gleichzeitigen Freisetzung von SF 6 und NH 3 in 1,5 km Entfernung mit dem Telops Hyper-Cam-Bildgebungsspektrometer

Für Arten von MIR-Mikroskopen siehe Mikroskopie#Infrarotmikroskopie .

Atmosphärische Fenster im Infrarotspektrum werden auch verwendet, um chemische Bildgebung aus der Ferne durchzuführen. In diesen Spektralbereichen weisen die atmosphärischen Gase (hauptsächlich Wasser und CO 2 ) eine geringe Absorption auf und ermöglichen Infrarotbeobachtungen über Kilometer Entfernungen. Zielmoleküle können dann unter Verwendung der oben beschriebenen selektiven Absorptions-/Emissionsverfahren betrachtet werden. Ein Beispiel für die chemische Bildgebung einer gleichzeitigen Freisetzung von SF 6 und NH 3 ist im Bild gezeigt.

Chemische Bildgebung im nahen Infrarot

Der analytische Nahinfrarotbereich (NIR) umfasst den Bereich von 780 nm bis 2.500 nm. Die in diesem Spektralbereich zu sehenden Absorptionsbanden entstehen durch Obertöne und Kombinationsbanden von OH, NH, CH und SH Streck- und Biegeschwingungen. Die Absorption ist im NIR um ein bis zwei Größenordnungen geringer als im MIR; Dieses Phänomen macht eine umfangreiche Probenvorbereitung überflüssig. Dicke und dünne Proben können ohne Probenvorbereitung analysiert werden, es ist möglich, durch einige Verpackungsmaterialien chemische NIR-Bilder aufzunehmen, und die Technik kann verwendet werden, um hydratisierte Proben innerhalb bestimmter Grenzen zu untersuchen. Intakte Proben können in Transmission oder diffuser Reflexion abgebildet werden.

Die Linienformen für Oberton- und Kombinationsbänder neigen dazu, viel breiter und überlappender zu sein als für die Grundbänder, die in der MIR zu sehen sind. Häufig werden multivariate Verfahren verwendet, um spektrale Signaturen von Probenkomponenten zu trennen. Die chemische NIR-Bildgebung ist besonders nützlich, um schnelle, reproduzierbare und zerstörungsfreie Analysen bekannter Materialien durchzuführen. NIR-Bildgebungsinstrumente basieren typischerweise auf einer Hyperspektralkamera , einem abstimmbaren Filter oder einem FT-IR-Interferometer. Es wird immer eine externe Lichtquelle benötigt, wie zB Sonne (Outdoor-Scans, Fernerkundung) oder eine Halogenlampe (Labor, Industriemessungen).

Raman-chemische Bildgebung

Der Spektralbereich der chemischen Raman-Shift-Bildgebung reicht von ungefähr 50 bis 4.000 cm –1 ; der tatsächliche Spektralbereich, über den eine bestimmte Raman-Messung durchgeführt wird, ist eine Funktion der Laseranregungsfrequenz. Das Grundprinzip der Raman-Spektroskopie unterscheidet sich von MIR und NIR darin, dass die x-Achse des Raman-Spektrums als Funktion der Energieverschiebung (in cm –1 ) relativ zur Frequenz des als Strahlungsquelle verwendeten Lasers gemessen wird . Kurz gesagt entsteht das Raman-Spektrum aus inelastischer Streuung einfallender Photonen, die eine Änderung der Polarisierbarkeit bei Schwingung erfordert, im Gegensatz zur Infrarotabsorption, die eine Änderung des Dipolmoments bei Schwingung erfordert. Das Endergebnis sind spektrale Informationen, die der MIR ähnlich und in vielen Fällen komplementär sind. Der Raman-Effekt ist schwach – nur etwa eines von 10 7 Photonen, die auf die Probe einfallen, unterliegt einer Raman-Streuung. Sowohl organische als auch anorganische Materialien besitzen ein Raman-Spektrum; sie erzeugen im Allgemeinen scharfe Banden, die chemisch spezifisch sind. Fluoreszenz ist ein konkurrierendes Phänomen und kann, abhängig von der Probe, das Raman-Signal sowohl für Massenspektroskopie als auch für bildgebende Implementierungen überwältigen.

Die chemische Raman-Bildgebung erfordert wenig oder keine Probenvorbereitung. Es kann jedoch eine physikalische Probentrennung verwendet werden, um die interessierende Oberfläche freizulegen, wobei darauf geachtet wird, eine möglichst ebene Oberfläche zu erhalten. Die für eine bestimmte Messung erforderlichen Bedingungen bestimmen den Grad der Invasivität der Technik, und Proben, die gegenüber Hochleistungslaserstrahlung empfindlich sind, können während der Analyse beschädigt werden. Es ist relativ unempfindlich gegenüber dem Vorhandensein von Wasser in der Probe und ist daher nützlich für die Abbildung von Proben, die Wasser enthalten, wie zum Beispiel biologisches Material.

Fluoreszenz-Bildgebung (Ultraviolett-, sichtbare und nahe Infrarotbereiche)

Die Emissionsmikrospektroskopie ist eine empfindliche Technik mit Anregung und Emission im ultravioletten, sichtbaren und NIR-Bereich. Als solches hat es zahlreiche biomedizinische, biotechnologische und landwirtschaftliche Anwendungen. Es gibt mehrere leistungsstarke, hochspezifische und empfindliche Fluoreszenztechniken, die derzeit verwendet werden oder noch entwickelt werden; zu den ersteren gehören FLIM, FRAP, FRET und FLIM-FRET; zu den letzteren gehören NIR-Fluoreszenz- und Sondenempfindlichkeits-verstärkte NIR-Fluoreszenz-Mikrospektroskopie- und Nanospektroskopie-Techniken (siehe Abschnitt "Weiterführende Literatur"). Fluoreszenz-Emissions-Mikrospektroskopie und Bildgebung werden auch häufig verwendet, um Proteinkristalle in Lösung zu lokalisieren, um Metamaterialien und biotechnologische Geräte zu charakterisieren.

Probenahme und Proben

Der Wert der Bildgebung liegt in der Fähigkeit, räumliche Heterogenitäten in Festkörper- oder Gel-/Gel-ähnlichen Proben aufzulösen. Die Abbildung einer Flüssigkeit oder sogar einer Suspension hat nur begrenzten Nutzen, da konstante Probenbewegungen zur Mittelung räumlicher Informationen dienen, es sei denn, es werden ultraschnelle Aufnahmetechniken wie bei der Fluoreszenzkorrelations-Mikrospektroskopie oder FLIM-Beobachtungen verwendet, bei denen ein einzelnes Molekül mit extrem hoher (Photonen-)Detektion überwacht werden kann Geschwindigkeit. Hochdurchsatzexperimente (wie das Imaging von Multi-Well-Platten) von flüssigen Proben können jedoch wertvolle Informationen liefern. In diesem Fall kann die parallele Erfassung von Tausenden von Spektren verwendet werden, um Unterschiede zwischen Proben zu vergleichen, anstatt die üblichere Implementierung der Untersuchung räumlicher Heterogenität innerhalb einer einzelnen Probe.

Ebenso bringt die Abbildung einer wirklich homogenen Probe keinen Vorteil, da ein Einpunktspektrometer die gleichen Spektralinformationen erzeugt. Natürlich hängt die Definition der Homogenität von der räumlichen Auflösung des verwendeten Abbildungssystems ab. Für die MIR-Bildgebung, bei der Wellenlängen von 3 bis 10 Mikrometer reichen, können theoretisch Objekte in der Größenordnung von 5 Mikrometern aufgelöst werden. Die abgetasteten Bereiche sind durch aktuelle experimentelle Implementierungen begrenzt, da die Beleuchtung durch das Interferometer bereitgestellt wird. Die Raman-Bildgebung kann Partikel mit einer Größe von weniger als 1 Mikrometer auflösen, aber der belichtbare Probenbereich ist stark eingeschränkt. Bei der Raman-Bildgebung gilt es als unpraktisch, große Bereiche und folglich große Proben abzubilden. Die chemische/hyperspektrale FT-NIR-Bildgebung löst normalerweise nur größere Objekte (>10 Mikrometer) auf und ist für große Proben besser geeignet, da Beleuchtungsquellen leicht verfügbar sind. Kürzlich wurde jedoch berichtet, dass die FT-NIR-Mikrospektroskopie in biologischen Proben eine Auflösung von etwa 1,2 Mikrometer (Mikrometer) erreichen kann. Darüber hinaus wurde berichtet, dass FCS-Experimente mit Zwei-Photonen-Anregung eine Auflösung von 15 Nanometer auf Biomembran-Dünnfilmen mit einer speziellen Koinzidenz-Photonenzählung erreicht haben erstellen.

Nachweisgrenze

Das Konzept der Nachweisgrenze für die chemische Bildgebung unterscheidet sich stark von der Massenspektroskopie, da sie von der Probe selbst abhängt. Da ein Massenspektrum einen Durchschnitt der vorhandenen Materialien darstellt, werden die spektralen Signaturen von Spurenkomponenten einfach durch Verdünnung überlagert. Bei der Bildgebung hat jedoch jedes Pixel ein entsprechendes Spektrum. Wenn die physikalische Größe der Spurenverunreinigung in der Größenordnung der auf der Probe abgebildeten Pixelgröße liegt, ist ihre spektrale Signatur wahrscheinlich nachweisbar. Wenn jedoch die Spurenkomponente homogen (relativ zur Pixelbildgröße) in einer Probe verteilt ist, ist sie nicht nachweisbar. Daher werden die Nachweisgrenzen chemischer Bildgebungsverfahren stark von der Partikelgröße, der chemischen und räumlichen Heterogenität der Probe und der räumlichen Auflösung des Bildes beeinflusst.

Datenanalyse

Datenanalyseverfahren für chemische Bildgebungsdatensätze verwenden typischerweise mathematische Algorithmen, die der Einzelpunktspektroskopie oder der Bildanalyse gemein sind. Der Grund dafür ist, dass das von jedem Detektor erfasste Spektrum einem einzelnen Punktspektrum entspricht; daher werden Vorverarbeitungs-, Chemometrie- und Mustererkennungstechniken mit dem ähnlichen Ziel verwendet, chemische und physikalische Effekte zu trennen und eine qualitative oder quantitative Charakterisierung einzelner Probenkomponenten durchzuführen. In der räumlichen Dimension entspricht jedes chemische Bild einem digitalen Bild und eine Standardbildanalyse und eine robuste statistische Analyse können zur Merkmalsextraktion verwendet werden.

Software

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • DE Lewis, PJ Treado, IW Levin, Near-Infrared and Raman Spectroscopic Imaging, American Laboratory, 06/1994: 16 (1994).
  • Lewis, E. Neil.; Treado, Patrick J.; Reeder, Robert C.; Geschichte, Gloria M.; Dowrey, Anthony E.; Marcot, Curtis.; Levin, Ira W. (1995). „Fourier Transform Spectroscopic Imaging Using a Infrared Focal-Plane Array Detector“. Analytische Chemie . Amerikanische Chemische Gesellschaft (ACS). 67 (19): 3377–3381. doi : 10.1021/ac00115a003 . ISSN  0003-2700 . PMID  8686889 .
  • Colarusso, Pina; Kidder, Linda H.; Levin, Ira W.; Fraser, James C.; Arens, John F.; Lewis, E. Neil (1998). „Infrarotspektroskopische Bildgebung: Von planetaren zu zellulären Systemen“ . Angewandte Spektroskopie . SAGE-Publikationen. 52 (3): 106A–120A. doi : 10.1366/0003702981943545 . ISSN  0003-7028 .
  • Treado, Patrick J.; Levin, Ira W.; Lewis, E. Neil (1994). „Indium-Antimonid (InSb) Focal Plane Array (FPA) Detektion für die Nahinfrarot-Imaging-Mikroskopie“. Angewandte Spektroskopie . SAGE-Publikationen. 48 (5): 607–615. doi : 10.1366/0003702944924899 . ISSN  0003-7028 . S2CID  96094223 .
  • Hammond, Stephen V.; Clarke, Fiona C. (15. August 2006), "Near-Infrared Microspectroscopy", in Chalmers, John M.; Griffiths, P. R. (Hrsg.), Handbook of Vibrational Spectroscopy , 2 , Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, S. 2 . 1405-1418, doi : 10.1002/0470027320.s2603 , ISBN 0-471-98847-2
  • LH Kidder, AS Haka, EN Lewis, Instrumentierung für die FT-IR-Bildgebung. In: Handbuch der Schwingungsspektroskopie, Vol. 2, No. 2, JM Chalmers und PR Griffiths Eds. John Wiley und Sons, West Sussex, Großbritannien, 2002, S. 1386–1404.
  • J. Zhang; A. O'Connor; JF Turner II, Cosinus Histogram Analysis for Spectral Image Data Classification, Applied Spectroscopy, Band 58, Nummer 11, November 2004, S. 1318–1324(7).
  • JF Turner II; J. Zhang; A. O'Connor, A Spectral Identity Mapper for Chemical Image Analysis, Applied Spectroscopy, Band 58, Nummer 11, November 2004, S. 1308–1317(10).
  • HR MORRIS, JF TURNER II, B. MUNRO, RA RYNTZ, PJ TREADO, Chemische Abbildung der Oberflächenarchitektur von thermoplastischem Olefin (TPO), Langmuir, 1999, vol. 15, Nr. 8, S. 2961–2972.
  • JF Turner II, Chemische Bildgebung und Spektroskopie mit durchstimmbaren Filtern: Instrumentierung, Methodik und multivariate Analyse, Dissertation (PhD). UNIVERSITÄT PITTSBURGH, Quelle DAI-B 59/09, p. 4782, März 1999, 286 Seiten.
  • P. Schwille. (2001). in Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie. Theorie und Anwendungen. R. Rigler & ES Elson, Hrsg., p. 360. Springer-Verlag: Berlin.
  • Schwille, P.; Oehlenschläger, F.; Walter, N. (1996). „Analyse der RNA-DNA-Hybridisierungskinetik durch Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie“. Biochemie . 35 (31): 10182–10193. doi : 10.1021/bi960517g . PMID  8756483 .
  • FLIM | Fluoreszenz-Lebensdauer-Imaging-Mikroskopie: Fluoreszenz, chemische Fluorophor-Bildgebung, konfokale Emissions-Mikrospektroskopie, FRET, Kreuzkorrelations-Fluoreszenz-Mikrospektroskopie .
  • FLIM Applications: „FLIM ist in der Lage, zwischen Fluoreszenz, die von verschiedenen Fluorophoren ausgeht, und autofluoreszierenden Molekülen in einer Probe zu unterscheiden, selbst wenn ihre Emissionsspektren ähnlich sind. Es ist daher ideal für die Identifizierung von Fluorophoren in Multi-Label-Studien. FLIM kann auch verwendet werden um intrazelluläre Ionenkonzentrationen ohne aufwendige Kalibrierungsverfahren (zum Beispiel Calcium Green) zu messen und um Informationen über die lokale Umgebung eines Fluorophors anhand von Änderungen seiner Lebensdauer zu erhalten." FLIM wird auch häufig in mikrospektroskopischen/chemischen Bildgebungs- oder mikroskopischen Studien verwendet, um räumliche und zeitliche Protein-Protein-Wechselwirkungen, Eigenschaften von Membranen und Wechselwirkungen mit Nukleinsäuren in lebenden Zellen zu überwachen.
  • Gadella TW Jr., FRET and FLIM Techniques , 33. Impressum: Elsevier, ISBN  978-0-08-054958-3 , (2008) 560 Seiten.
  • Langel FD et al., Multiple Proteindomänen vermitteln die Interaktion zwischen Bcl10 und Malt1, J. Biol. Chem.-Nr. , (2008) 283(47): 32419-31.
  • Clayton AH., Der polarisierte AB-Plot für die Frequenzbereichsanalyse und Darstellung der Fluorophorrotation und des Resonanzenergie-Homotransfers. J Mikroskopie (2008) 232(2):306-12
  • Clayton, AH; et al. (2008). „Vorherrschaft von aktivierten EGFR-Oligomeren höherer Ordnung auf der Zelloberfläche“. Wachstumsfaktoren . 20 : 1.
  • Plowman et al., Elektrostatische Wechselwirkungen regulieren positiv die Bildung und Funktion von K-Ras-Nanoclustern. Molekular- und Zellbiologie (2008) 4377–4385.
  • Belanis L, et al., Galectin-1 ist eine neuartige Strukturkomponente und ein wichtiger Regulator von H-Ras-Nanoclustern. Molekularbiologie der Zelle (2008) 19: 1404–1414.
  • Van Manen HJ, Brechungsindexerkennung von grün fluoreszierenden Proteinen in lebenden Zellen unter Verwendung von Fluoreszenzlebensdauer-Imaging-Mikroskopie. Biophys J. (2008) 94(8):L67-9.
  • Van der Krogt GNM, et al., A Comparison of Donor-Acceptor Pairs for Genetically Encoded FRET Sensors: Application to the Epac cAMP Sensor as an Example, PLoS ONE, (2008) 3(4):e1916.
  • Dai, X; et al. „ Fluoreszenzintensität und Lebensdauer-Bildgebung von freiem und micellar-eingekapseltem Doxorubicin in lebenden Zellen. Nanomedizin“. (2008) . 4 (1): 49–56.
  • Valdez T, et al., Eine intelligentere Ansicht des Ohrs mit chemischer Bildgebung. SPIE Newsroom, (2015) DOI: 10.1117/2.1201510.006193

Externe Links