Raman Spectroscopy: Комбинационное рассеяние в тканях головного мозга

Выполнил: студент 204-й группы Колесов Поликарп.

Цель работы – это ответить на вопрос:

“Что такое Рамановское рассеяние и как измерить активность нейронов с его помощью в мозге?”

Raman Spectroscopy: Обзор

• Колебательная спектроскопия

• Комплементарная селекция

• Примеры из реальной жизни

- Minimal sample preparation (gas, liquid, solid)

- Compatible with wet samples and normal ambient

- Achilles Heal is sample fluorescence

Raman Spectroscopy: Общее

• IR и Рамановская линия полезны для нанесения отпечатков

• Из симметрии видно, что здесь Raman, а что - IR

• Характерные колебательные энергии

Raman Spectroscopy: Общее

Raman Spectroscopy: Классическая трактовка

• Количество пиков на степень свободы

DoF = 3N - 6 (bent) or 3N - 5 (linear) for N atoms

• Энергия гармонического осциллятора

• Правила симметрии

Rule of thumb: symmetric=Raman active, asymmetric=IR active

Raman: 1335 cm–1

IR: 2349 cm–1

IR: 667 cm–1

CO2

or c

2k(m1m2)

m1m2

Raman + IR: 3657 cm–1

Raman + IR: 3756 cm–1

RamanRaman + IR: 1594 cm–1

H2O

ElectronicGround State

1st ElectronicExcited State

Exc

itat

ion

Ene

rgy,

(

cm–1

)

Vib.states

4,000

25,000

0 IR

2nd ElectronicExcited State

emit

fluo

resc

ence

Impu

rity

emit

fluo

resc

ence

UV/VisFluorescence

emit

ElasticScattering(Raleigh)

Главные оптические переходы: Поглощение, Рассеяние, and Флюоресценция

ElectronicGround State

1st ElectronicExcited State

Exc

itat

ion

Ene

rgy,

(

cm–1

)

Vib.states

4,000

25,000

0 IR

emit

2nd ElectronicExcited State

Raman∆=emit–

±∆ ∆

Resonance Raman∆=emit–

Продолжение

Stokes Anti-Stokes

Excitation Energy, (cm–1)

Комбинационное рассеяние: At NTUF, достигнутая от лазераIn

tens

ity

11,000 13,000 15,000 17,000 19,000 21,000

Near IR785 nm

Visible514 nm

–∆ +∆ –∆ +∆Stokes Anti-Stokes

Stokes Anti-Stokes

1000 2000 3000

Raman Shift (cm-1)

Ram

an In

ten

sity

Without Bleaching

After 2 hours Bleaching

Poly (diallyl phthalate)

ex = 514.5 nm

Соответствие с флуоресценцией

Raman Spectroscopy: Вывод

1. Рамановское рассеяние подобна колебательной энергии сродни IR- Полезна для отпечатывания, зондирование молекулярных систем

2. Основана на рассеянии, а не на передаче или отражении- Не требует тщательны подготовок ни на жидкости, ни на газы, ни на тв.тела- Всегда использует анти-стоксову компоненту из-за устойчивости

3. Нужно выбрать энергию возбуждения- 785 nm: флуоресценция менее возможна, слабая линия.- 514 nm:флуоресценция более вероятна, яркая линия.

Спасибо за внимание!!!!