بروتوكول لدينا هو قوي بشكل خاص للنظر في بنية وديناميات الجزيئات pi-مترافق في المرحلة الأولى من التفاعلات الكيميائية والبيوكيميائية. هذه التقنية لديها حساسية أعلى قليلا ويجعل وقت القياس أقصر من الوقت التقليدي حل الطيفي رامان في الأشعة تحت الحمراء القريبة مع أجهزة الكشف المتاحة اليوم. للبدء، أكمل الإعداد البصري كما هو موضح هنا.
أولاً، محاذاة شعاع الليزر. مع ليزر التيتانيوم الياقوت تشغيل واحماء، ووضع بطاقة عمل وراء قزحية اثنين لتكون بمثابة شاشة. ضبط مرآة واحدة حتى شعاع يمر من خلال مركز القزحية.
ثم، ضبط المرآة اثنين حتى شعاع الليزر يمر عبر مركز القزحية اثنين. بمجرد الانحياز، تأكد من أن الحزم يمر عبر مراكز كل من القزحية واحد والقزحية اثنين في وقت واحد. مع محاذاة الليزر بشكل صحيح، تبدأ في محاذاة خط تأخير بصري.
أولا، تحريك المرحلة نحو مرآة اثنين بقدر ما يمكن أن تذهب باستخدام زر الاتجاه من وحدة تحكم المرحلة. بعد ذلك، ضبط مرآة واحدة حتى شعاع يمر من خلال مركز القزحية واحد. ثم، نقل المرحلة بعيدا كما أنها يمكن أن تذهب من المرآة الثانية.
ضبط مرآة اثنين حتى شعاع يمر عبر مركز القزحية واحد. الآن، نقل المرحلة أقرب ما يمكن إلى مدخلات شعاع وتأكيد أن شعاع لا يزال يمر عبر مركز القزحية واحد. بعد ذلك، إزالة قزحية واحدة من موقف المرآة ثلاثة ووضع المرايا ثلاثة وأربعة على خط تأخير البصرية.
ضبط المرايا ثلاثة وأربعة حتى شعاع يمر عبر مركز القزحية اثنين. مع مرشح الكثافة المحايدة المتغيرة في مسار شعاع الحادث، ضع بطاقة عمل خلف لوحة الياقوت كشاشة. قم بتشغيل الفلتر لزيادة قوة الشعاع المُرسل تدريجياً حتى يتم ملاحظة بقعة بيضاء صفراء على الشاشة.
ثم، بدوره مرشح أبعد في نفس الاتجاه بعناية فائقة حتى حلقة الأرجواني يحيط بقعة بيضاء صفراء على الشاشة. بعد ذلك، لمحاذاة شعاع مضخة رامان، ضع مرشح ممر النطاق العاكس في مسار شعاع الإخراج لمكبر الصوت البصري البارامتري. ضبط مرشح bandpass ومرآة 17 باستخدام بطاقة استشعار الأشعة تحت الحمراء القريبة من أجل مراقبة بقعة شعاع.
للبدء في تحسين طيف المسبار، قم بتشغيل القياسات المستمرة وتعظيم عدد أجهزة الكشف على الشاشة. لتحقيق ذلك، تدوير تدريجيا نصف موجة لوحة واحدة. ثم، تدريجيا زيادة كثافة نبض الحادث من خلال تناوب متغير مرشح الكثافة البصرية واحد.
القيام بذلك حتى الحد الأقصى والحد الأدنى من عدد أجهزة الكشف تصل إلى حوالي 30، 000 و 4، 000 على التوالي. إذا بدأ نمط متذبذب كبير أن يلاحظ، تدوير مرشح الكثافة البصرية متغير في الاتجاه المعاكس حتى يختفي النمط. لإعداد التداخل المكاني، ضع المروحية البصرية في مسار شعاع مضخة رامان.
ثم ضع بطاقة استشعار الأشعة تحت الحمراء في موضع العينة. ضبط اتجاه شعاع مضخة رامان عن طريق ضبط مرآة 21 حتى البقع من مضخة رامان والحزم التحقيق تتداخل تماما مع بعضها البعض. لإعداد للتداخل الزمني، ضع زرنيميد دبوس الغاليوم في موضع العينة حيث تتداخل عوارض مضخة رامان والمسبار مكانياً مع بعضها البعض.
بعد ذلك، قم بتوصيل إخراج الإشارة للصمام الضوئي بـ 500 ميجاهرتز خمس عينات جيجا في الثانية من أجل مراقبة متى تصل مضخة رامان ونبضات المسبار إلى نفس الموقع. تعيين مقياس أفقي من منظار منظار ليكون نانو ثانية واحدة لكل شعبة وقراءة وقت الذروة من كثافة إشارة لمضخات رامان ونبضات التحقيق حجب النبضة الأخرى. نعلق مدخل ومنافذ أنابيب من مضخة العتاد المغناطيسي إلى زجاجة تحتوي على 30 ملليلتر من cyclohexane والبدء في التدفق زلكhexane كما هو موضح في بروتوكول النص.
تشغيل القياسات المستمرة والتحقق مما إذا كانت عصابات رامان حفز من cyclohexane لوحظ في العرض. تظهر أقوى مجموعة من السيكلوهيكسان في البكسل 55 إلى 58 عندما يتم تعيين الطول الموجي للمركز في 1، 410 نانومتر. بمجرد الكشف عن عصابات رامان المحفزة، قم بمضاعفة كثافة النطاق في الشاشة.
إنجاز هذا من خلال تكرار تعديل مرآة 21، مرحلة التناوب من المروحية البصرية، وموقف الخط تأخير البصرية اثنين. قم بتشغيل قياس واحد واحفظ الطيف كملف نصي. ثم، إزالة التولوين من الخزان وإرفاق أنابيب مدخل / منفذ من مضخة العتاد المغناطيسي إلى زجاجة تحتوي على 25 ملليلتر من محلول التولوين مع 1X مرات 10 إلى الشامات الأربعة السلبية لكل لتر من بيتا كاروتين.
ثم، ابدأ في تدفق حل العينة. المقبل، ووضع المروحية البصرية في مسار شعاع مضخة أكتينيك. نقل تفريغ شعاع من مسار شعاع مضخة actinic إلى أن شعاع مضخة رامان.
ثم، تتداخل مكانيا مضخة actinic وشعاع المسبار في موضع العينة باستخدام بطاقة عمل بدلا من بطاقة الاستشعار القريبة من الأشعة تحت الحمراء. تشغيل القياسات المستمرة والتحقق مما إذا كان يتم ملاحظة امتصاص عابرة من بيتا كاروتين في العرض. يظهر نطاق الامتصاص مع شكل يتناقص بشكل رتادي نحو أطوال موجية أطول أو مع حدين أقصى حول البكسل صفر و511th.
قم بزيادة كثافة الامتصاص عن طريق إعادة ضبط المرآة 32 بمجرد اكتشاف نطاق الامتصاص العابر. وقف القياسات المستمرة ومن ثم إنقاص موضع خط تأخير بصري واحد حتى الامتصاص العابر يختفي تماما. ضع المروحية الضوئية في مسار شعاع مضخة رامان وازيل تفريغ الحزمة من مسار شعاع مضخة رامان.
ثم قم بتشغيل تجربة تحليل الوقت كما هو موضح في بروتوكول النص تحديد المرحلة SK من القائمة المنسدلة. أدخل موضع البداية من النطاق A لتكون أصغر بنحو 50 ميكرون مقارنة مع الوضع حيث اختفت إشارة الامتصاص العابرة بعد قياس أطياف الامتصاص التي تم حلها من حيث الوقت. Femtosecond الوقت حلها ما يقرب من IR حفز تم تطبيق التحليل الطيفي رامان على بيتا كاروتين وحل التولوين.
تظهر أطياف بيتا كاروتين والتولوين هنا. الأطياف الخام تحتوي على عصابات رامان قوية من toluene المذيبات وعصابة رامان ضعيفة من بيتا كاروتين في حالة الأرض وكذلك عصابات رامان من بيتا كاروتين فوتوإكسي. هو مبين هنا هي نفس الأطياف ولكن طرحها باستخدام الطيف رامان حفز من نفس الحل في picosecond واحد قبل photoexcitation.
وأظهرت الأطياف بعد الطرح خطوط أساس مشوهة ناتجة عن امتصاص بيتا كاروتين بيتا و/أو العمليات البصرية الأخرى غير الخطية. أصبحت خطوط الأساس مسطحة بعد تصحيحها بوظائف متعددة الحدود. في هذا الشكل، أظهرت أطياف رامان المحفزة التي تم حلها زمنيًا من بيتا كاروتين شريطين قويين في منطقة سنتيمتر 1، 400 إلى 1، 800 معكوس.
تم تعيين نطاق رامان محفزة واسعة في picoseconds صفر إلى السندات المزدوجة C في المرحلة C الاهتزاز تمتد من S2 بيتا كاروتين. وقدرت ذروة موقعها في 1،556 السنتيمتر العكسي. في مرحلة C مزدوج السندات C تمتد الفرقة من S1 بيتا كاروتين كما S2 C مزدوج السندات C تمتد الفرقة تسوس.
تم نقل موقف الذروة من S1 C مزدوجة السندات C تمتد الفرقة بثمانية سنتيمترات معكوس من 0.12 إلى خمسة picoseconds. من المهم أن تحاول ضبط اتجاه شعاع مضخة رامان مرارا وتكرارا حتى تتداخل بقع مضخة رامان وشعاعات التحقيق بشكل كامل مع بعضها البعض للعثور على عصابات رامان المحفزة من cyclohexane. يمكن استخدام هذا الإجراء على الفور لتجارب أخرى فيمتوز ثانية حل الوقت من أجل النظر أكثر عمقا في ديناميات التفاعل الكيميائي.
هذا الإجراء سوف يسمح للإجابة على أسئلة جديدة والباحثين استكشاف كيمياء الجزيئات pi-مترافق. أثناء إجراء هذا الإجراء، لا تنسي وضع نظارات السلامة لحماية عينيك من ضوء الليزر القوي. وهذا يشمل ضوء التشتت.
