傅里叶红外光谱成像技术.pptx

《傅里叶红外光谱成像技术.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、FTIRI在骨病研究中的应用傅里叶变换红外光谱成像系统（fouriertransforminfraredimaging，FTIRI）12应用物理2班胡文涛2012326690036引言关于FTIRI的总结FTIRI系统结构介绍FTIRI在骨病研究中的应用FTIRI系统工作原理和方式引言关于FTIRI的总结FTIRI系统结构介绍FTIRI在骨病研究中的应用FTIRI系统工作原理和方式红外光谱用于生物物理学和生物化学进行结构分析已有大半个世纪。该方法提供了重要的结构信息，例如组织的组成，蛋白质二级结构和相互作用，DNA构象和

2、结构转变，脂质构象的排序和相行为等。傅里叶变换红外（fouriertransforminfrared，FTIR）光谱技术则是在20世纪80年代后期兴起，并在生物医学研究中发挥着越来越重要的作用。但是这些传统的光谱技术存在很多问题，带来诸多不便。2001年，珀金埃尔默（PerkinElmer）公司推出一套傅里叶变换红外光谱成像（fouriertransforminfraredimaging，FTIRI）系统，即采用高灵敏度的线性阵列探测器并耦合一个可快速运动的样品台。该仪器允许红外光谱成像（Maps或Images）以独立的

3、样品尺寸采集，和基于FPA开发的红外光谱成像仪器在数据采集时间和操作方便性方面相比较具有更明显的优势，并降低了噪声和成本。自FTIRI技术出现以来，虽然仪器系统较昂贵，但仍以其强大的功能在各领域发挥越来越重要的作用。引言关于FTIRI的总结FTIRI系统结构介绍FTIRI在骨病研究中的应用FTIRI系统工作原理和方式目前世界著名的红外光谱学显微成像系统的生产公司包括Bio‐Rad（现在是Digilab／Varian），PerkinElmer（PE），Thermo‐FisherNicoli，Bruker等。这些红外光谱显微

4、成像系统基本上是由红外光谱仪和红外显微镜系统两大部分组成。仅以最具代表性的PE公司的Spotlight300系统为例，描述红外光谱学显微成像系统的原理和构成。该系统是由一个红外光谱仪（SpectrumOne）耦合一个Spotlight300显微镜装置。系统内部包含一个16×1单元（400μm×25μm）HgCdTe（MCT）线性阵列探测器（如引言中所述）和一个单点（100μm×100μm）MCT探测器，并以液氮置于Dewar瓶中进行冷却。这两个探测器均是在液氮温度下以光敏（光电导）模式工作。二者所探测的最低光谱范围可从7

5、20cm－１（后者甚至可更低一些）开始。显微装置中配以物镜和聚光镜（condenser）实现成像的６×放大，数值孔径为０.５８。【特定的光学设计允许样品区域在探测器单元上实现１∶１和４∶１成像，从而达到２５×２５和６.２５μm×６.２５μm正常空间分辨率（实际的空间分辨率是和波长相关的，并由衍射限来决定的）。光谱可以以快速扫描的模式（最大速率８０pixels／s）进行采集。】可见光成像（视觉影像Visualimage）的收集则通过一个CCD相机结合计算机控制（亦可手动操作）的显微镜样品台的运动来最终实现。可见光成像的收集

6、是在白光LED的照射下“拼接”而成。而后在可见光成像区域内选择感兴趣的区域进行红外光谱成像。因为系统集成阵列探测器和运动样品台，所以红外光谱成像数据采集速度较快。具体速度还与光谱分辨率及空间分辨率有关，分辨率越高则采集时间越长。引言关于FTIRI的总结FTIRI系统结构介绍FTIRI在骨病研究中的应用FTIRI系统工作原理和方式根据样品的特点、性质和测量要求选择测量或成像模式，通常有反射模式和透射模式。针对不同的成像模式，所采用的载玻片也截然不同。对于透射模式，因为是实现透射测量，所采用的载玻片多是在红外波段几乎全透的B

7、aF２晶片，从而可最大限度地减少客观条件对实验结果的影响。因为透射模式可提供最好的信噪比和较好的光谱质量，但是光谱强度却容易受到样品厚度和样品吸光度的影响，所以更适用于测量透光性较好的样品。相比较于透射模式，反射模式则是在制样和操作上更易实现的一种成像模式。为了保证成像和光谱质量，对于载玻片亦有特殊要求。在中红外波段，多采用特制的表面镀银的（low‐emission）载玻片，降低了实验成本。此种载玻片对LED发出的白光透射而对红外光反射（反透射），从而可顺利实现可见光成像和红外光谱显微成像，同时进一步提高红外成像的质量。

8、透射模式反射模式成像模式选择之后，将样品置于红外显微镜的样品台上，进行Z轴方向的上下调节从而可实现LED白光和入射红外光有效聚焦到待测样品位置。在清晰聚焦之后，调节（移动）样品台来确定可见光成像区域。在可见光成像的基础上选择ROI（regionofinterest）进行红外光谱显微成像。通过样品台的精确移动和探测器对