This work was supported in part by grants-in-aid KAKENHI from the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) and the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology (MEXT) Japan (#26104539, #26620020, #26810011, #15H03766, #15KT0060, #16H00826, and #16K13927); the Konica Minolta Science and Technology Foundation; the "Planting Seeds for Research" program of TokyoTech; the Imaging Science Project of the Center for Novel Science Initiatives (CNSI) at the National Institutes of Natural Sciences (NINS) (#IS261006); the RIKEN-IMS joint program on "Extreme Photonics;" and the Consortium for Photon Science and Technology (CPhoST).

<ol>
	<li>Stapelfeldt, H., Constant, E., Sakai, H., Corkum, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+Coulomb+explosion+imaging:+A+method+to+measure+structure+and+dynamics+of+molecular+nuclear+wave+packets.">Time-resolved Coulomb explosion imaging: A method to measure structure and dynamics of molecular nuclear wave packets.</a> Phys. Rev. A. 58, 426-433 (1998).</li><li>Hishikawa, A., Matsuda, A., Fushitani, M., Takahashi, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+Recurrently+Migrating+Hydrogen+in+Acetylene+Dication+by+Intense+Ultrashort+Laser+Pulses.">Visualizing Recurrently Migrating Hydrogen in Acetylene Dication by Intense Ultrashort Laser Pulses.</a> Phys. Rev. Lett. 99, 258302 (2007).</li><li>L&#233;gar&#233;, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+Coulomb-explosion+imaging+of+small+molecules.">Laser Coulomb-explosion imaging of small molecules.</a> Phys. Rev. A. 71, 013415 (2005).</li><li>Stapelfeldt, H., Seideman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloquium:+Aligning+molecules+with+strong+laser+pulses.">Colloquium: Aligning molecules with strong laser pulses.</a> Rev. Mod. Phys. 75, 543-557 (2003).</li><li>Ohshima, Y., Hasegawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+rotational+excitation+by+intense+nonresonant+laser+fields.">Coherent rotational excitation by intense nonresonant laser fields.</a> Int. Rev. Phys. Chem. 29, 619-663 (2010).</li><li>Kitano, K., Hasegawa, H., Ohshima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+Angular+Momentum+Orientation+by+Linearly+Polarized+Laser+Fields.">Ultrafast Angular Momentum Orientation by Linearly Polarized Laser Fields.</a> Phys. Rev. Lett. 103, 223002 (2009).</li><li>Fleischer, S., Khodorkovsky, Y., Prior, Y., Averbukh, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+sense+of+molecular+rotation.">Controlling the sense of molecular rotation.</a> New J. Phys. 11, 105039 (2009).</li><li>Korobenko, A., Milner, A. A., Milner, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Observation,+Study,+and+Control+of+Molecular+Superrotors.">Direct Observation, Study, and Control of Molecular Superrotors.</a> Phys. Rev. Lett. 112, 113004 (2014).</li><li>Rosca-Pruna, F., Vrakking, M. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revival+structures+in+picosecond+laser-induced+alignment+of+I2+molecules.+I.+Experimental+results.">Revival structures in picosecond laser-induced alignment of I2 molecules. I. Experimental results.</a> J. Chem. Phys. 116, 6567-6578 (2002).</li><li>Dooley, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+rotational+wave-packet+dynamics+of+diatomic+molecules.">Direct imaging of rotational wave-packet dynamics of diatomic molecules.</a> Phys. Rev. A. 68, 023406 (2003).</li><li>Mizuse, K., Kitano, K., Hasegawa, H., Ohshima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+unidirectional+rotation+directly+imaged+with+molecules.">Quantum unidirectional rotation directly imaged with molecules.</a> Sci. Adv. 1, 1400185 (2015).</li><li>Lin, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+molecular+unidirectional+rotation.">Visualizing molecular unidirectional rotation.</a> Phys. Rev. A. 92, 013410 (2015).</li><li>Korobenko, A., Hepburn, J. W., Milner, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+nondispersing+classical-like+molecular+rotation.">Observation of nondispersing classical-like molecular rotation.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 951-956 (2015).</li><li>Whitaker, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Imaging in Molecular Dynamics. , (2003).</li><li>Ullrich, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recoil-ion+and+electron+momentum+spectroscopy:+reaction-microscopes.">Recoil-ion and electron momentum spectroscopy: reaction-microscopes.</a> Rep. Prog. Phys. 66, 1463 (2003).</li><li>Lee, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coincidence+ion+imaging+with+a+fast+frame+camera.">Coincidence ion imaging with a fast frame camera.</a> Rev Sci Instrum. 85, 123303 (2014).</li><li>Lee, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communication:+Time-+and+space-sliced+velocity+map+electron+imaging.">Communication: Time- and space-sliced velocity map electron imaging.</a> J. Chem. Phys. 141, 221101 (2014).</li><li>John, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PImMS,+a+fast+event-triggered+monolithic+pixel+detector+with+storage+of+multiple+timestamps.">PImMS, a fast event-triggered monolithic pixel detector with storage of multiple timestamps.</a> Journal of Instrumentation. 7, 8001 (2012).</li><li>Nomerotski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pixel+Imaging+Mass+Spectrometry+with+fast+and+intelligent+Pixel+detectors.">Pixel Imaging Mass Spectrometry with fast and intelligent Pixel detectors.</a> Journal of Instrumentation. 5, 07007 (2010).</li><li>Luria, K., Christen, W., Even, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+and+Propagation+of+Intense+Supersonic+Beams.">Generation and Propagation of Intense Supersonic Beams.</a> J. Phys. Chem. A. 115, 7362-7367 (2011).</li><li>Eppink, A. T. J. B., Parker, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Velocity+map+imaging+of+ions+and+electrons+using+electrostatic+lenses:+Application+in+photoelectron+and+photofragment+ion+imaging+of+molecular+oxygen.">Velocity map imaging of ions and electrons using electrostatic lenses: Application in photoelectron and photofragment ion imaging of molecular oxygen.</a> Rev. Sci. Instrum. 68, 3477-3484 (1997).</li><li>Gebhardt, C. R., Rakitzis, T. P., Samartzis, P. C., Ladopoulos, V., Kitsopoulos, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slice+imaging:+A+new+approach+to+ion+imaging+and+velocity+mapping.">Slice imaging: A new approach to ion imaging and velocity mapping.</a> Rev. Sci. Instrum. 72, 3848 (2001).</li><li>St&#246;hr, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> NEXAFS Spectroscopy. , 132 (1992).</li><li>Siders, C. W., Siders, J. L. W., Taylor, A. J., Park, S. -. G., Weiner, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+High-Energy+Pulse-Train+Generation+Using+a+2+n-Pulse+Michelson+Interferometer.">Efficient High-Energy Pulse-Train Generation Using a 2 n-Pulse Michelson Interferometer.</a> Appl. Opt. 37, 5302-5305 (1998).</li><li>Pitzer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Determination+of+Absolute+Molecular+Stereochemistry+in+Gas+Phase+by+Coulomb+Explosion+Imaging.">Direct Determination of Absolute Molecular Stereochemistry in Gas Phase by Coulomb Explosion Imaging.</a> Science. 341, 1096-1100 (2013).</li><li>Rakitzis, T. P., Samartzis, P. C., Kitsopoulos, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observing+the+symmetry+breaking+in+the+angular+distributions+of+oriented+photofragments+using+velocity+mapping.">Observing the symmetry breaking in the angular distributions of oriented photofragments using velocity mapping.</a> J. Chem. Phys. 111, 10415 (1999).</li><li>Chang, B. -. Y., Hoetzlein, R. C., Mueller, J. A., Geiser, J. D., Houston, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+two-dimensional+product+imaging:+The+real-time+ion-counting+method.">Improved two-dimensional product imaging: The real-time ion-counting method.</a> Rev. Sci. Instrum. 69, 1665 (1998).</li><li>Wiley, W. C., McLaren, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-of-Flight+Mass+Spectrometer+with+Improved+Resolution.">Time-of-Flight Mass Spectrometer with Improved Resolution.</a> Rev. Sci. Instrum. 26, 1150 (1955).</li><li>Townsend, D., Minitti, M. P., Suits, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+current+slice+imaging.">Direct current slice imaging.</a> Rev. Sci. Instrum. 74, 2530 (2003).</li><li>Wu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+crossed+molecular+beam+apparatus+using+time-sliced+ion+velocity+imaging+technique.">A new crossed molecular beam apparatus using time-sliced ion velocity imaging technique.</a> Rev. Sci. Instrum. 79, 094104 (2008).</li><li>Treacy, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+pulse+compression+with+diffraction+gratings.">Optical pulse compression with diffraction gratings.</a> Quantum Electronics, IEEE Journal of. 5, 454-458 (1969).</li><li>D&#246;rner, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+Target+Recoil+Ion+Momentum+Spectroscopy:+a+'momentum+microscope'+to+view+atomic+collision+dynamics.">Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy: a 'momentum microscope' to view atomic collision dynamics.</a> Physics Reports. 330, 95-192 (2000).</li><li>Herwig, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+the+Absolute+Configuration+of+a+Chiral+Epoxide+in+the+Gas+Phase.">Imaging the Absolute Configuration of a Chiral Epoxide in the Gas Phase.</a> Science. 342, 1084-1086 (2013).</li><li>Suzuki, Y. -. I., Suzuki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+and+circular+dichroism+in+photoelectron+angular+distributions+caused+by+electron+correlation.">Linear and circular dichroism in photoelectron angular distributions caused by electron correlation.</a> Phys. Rev. A. 91, 053413 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

본 절차는 슬릿 기반의 2 차원 영상으로 설정 분자 회전 실시간 동영상을 캡처 우릴 수있다. 관찰 된 이온은 슬릿을 통과하기 때문에, 단계 1.5 중요한 단계 중 하나입니다. 슬릿 블레이드의 가장자리가 선명해야합니다. 작은 결함이있는 경우, 이러한 슬릿 0.3 mm의 함몰 등의 스크래치 이온 이미지 (도 6)이 관찰된다. 이러한 경우에, 슬릿 블레이드는 000 그릿 습식 사포로 연마되어야한다. 이 외에,도 1에 도시 된 고유의 카메라 각도에서,이 방법은 이전에 회전 파동 패킷 촬상 유일한 해결책이었다 차원 화상 검출기에 비해 여러 가지 장점을 갖는다. 먼저, 본 방법에서는, 광 빔 정렬은 단계 4.1-4.2 같이 이온 원 영상을 모니터링함으로써 용이하게 행할 수있다. 도 7은 최적의 펌프 프로브 중첩 상태에서 원 카메라 화상을 나타낸다. 때 페이지UMP 프로브 빔 오버랩 손실 이방성 또는 향상된 이미지 서명은도 4a에서와 같이 볼 수있다. 이러한 사실은 본 발명의 방법의 단계 4.1-4.2의 중요성을 강조한다. 펌프와 프로브 빔의 스폿 크기가 10μm 정도이기 때문에, 이는 실시간 영상을 감시하지 않고 최적 오버랩 조건을 찾기 위해, 일반적으로 어렵다. 카운트 속도는 거의 일정 제한되어 있기 때문에 3 차원 화상 검출기의 경우, 몇 초, 1,000 Hz의 이하의 반복 레이트 레이저를 채용 충분한 데이터 포인트 (적어도 1000 이온)으로 화상을 형성하는 데 필요한 3 차원 검출기에서 촬영 레이저 당. 본 방법에서, 다른 한편으로는, 카운트 속도는 본질적으로 무한이고, 프레임 당 이온의 수는 노출 시간을 연장하는 것만으로 증가 될 수있다. 본 경우, 1,000 개 이상의 이온은 50 밀리 노출 시간 내에 감지됩니다. 본 방법의 높은 카운트 속도는 리드<html> 짧은 데이터 획득 시간이다. 카메라의 프레임 비율이 250 fps로이기 때문에, 특정 시간에 하나의 분자 운동의 스냅 샷을 취할 만 ~ 40의 걸린다. ~ 33 FS 단계와 하나의 분자 회전 회복 시간 동안 측정 (~ 8.4 PS)의 경우, 측정 시간은 몇 시간이다. 실험 데이터는 레이저의 제한 장기 안정성 및 전체 실험 장치에 의해 분해 될 수 있기 때문에, 다른 이점이다. 우리의 설정에서, 예를 들면, 시간 지속 기간은 부분적으로 기인 FS 증폭기에서의 온도 변화에 시간에 따라 변경한다. 6 시간 이내, 3-K 변화는 펄스 지속 시간 (31)의 신장에 이르는 펄스 압축기 격자 간 거리의 신장을 포함한 증폭기의 열팽창 결과. 이 드리프트의 기원이 확인되지 않았지만 펌프에 의한 역학의 신호를 저하 레이저 빔 드리프트는, 또한, ~ 8 시간 이내에 검출되었다. t는 &quot;&gt; 본 기술은 3 차원의 정보를 제한하는, 2 차원 이미징의 한 유형이다. 쿨롱 폭발의 경우에는 검출면에 토출 이온의 조각 이미지에 기여한다. 이는 적용하기 어려운 것을 의미 직접적 합치 영상에 포함 된 것과 같은 복잡한 분할 공정에 본 발명의 방법은 33, 32, 25 일 연구. 우리는 우리의 방법으로 신호 강도의 합이 검출면의 확률에 비례 참고. 이것은 간접적 인 정보를 나타내는 치수는 결상면 (11) (12)에 포함되지 않음. 우리는이 논문에서 쿨롱 폭발 영상에 집중하는 동안, 본 방법은 원칙적으로 같은 광분해에 참여하는 14 연구로, 일반 충전 된 입자 영상에 적용 할 수 있습니다. 에서하전 입자의 3D 뉴턴 구의 차원 단층 화상을 얻기 위해, 촬영 과정을 기존의 편광 검출기 표면과 평행해야한다. 즉, 카메라 각도는 특정 조건으로 제한된다. 또한, 본 2D 영상 법에서는, 3D 이온 구름 공간적 차원 잘라 슬라이스 한 후 이미징된다. 이 슬라이스 이미징 카메라 각도의 자유 때때로 레이저 전파 방향 26, 34에 나타나는 종래-관측 정보를 획득하는 방법을 열 것이다.

깊은 이해와 분자의 동적 특성의 더 나은 사용을 위해, 분명 관심의 분자 운동을 시각화하는 것이 필수적이다. 시분 쿨롱 폭발 촬상이 대물 1, 2, 3을 달성하기 위해 강력한 방법 중 하나이다. 이 방식에서, 관심있는 분자 역학 펌프 초단파 레이저 필드가 시작한 후 시간 지연된 펄스 프로브로 프로빙한다. 프로브의 조사에 의해 분자가 이온화 승산되며 쿨롱 반발력으로 인해 단편 이온으로 분해. 배출 된 이온의 공간 분포는 프로브 조사의 분자 구조 및 공간 방향의 척도이다. 펌프 프로브 지연 시간을 측정하는 스캐닝 시퀀스는 영화 분자의 생성을 이끈다. 그것은 주목할만한, 즉 가장 간단한 경우에 - 이원자 분자 - 배출 된 이온의 각도 분포직접 분 자축 분포 (즉, 제곱 회전 파동 함수)를 반영한다. 펌프 공정에 대해서는, 초단 레이저 필드를 사용하여 분자 운동의 간섭 제어의 최근 진보는 고도로 제어 된 회전 웨이브 패킷 (4)의 작성, (5)에 인도하고있다. 또한, 회전 방향으로 적극적으로 분극 제어 된 레이저 필드 6, 7, 8을 이용하여 제어 될 수있다. 이는 따라서 쿨롱 폭발 영상 법은 이러한 펌프 공정 9, 10, 11, 12, 13과 결합 될 때 파 본성 포함한 분자 회전의 상세한 그림이 가시화 될 수있는 것으로 기대되고있다. 그러나 일부시간은 아래에 언급 된 바와 같이, 기존의 촬상 방법과 관련된 실험 문제가 발생. 본 연구의 목적은 이러한 어려움을 극복 분자 회전 웨이브 패킷의 고품질 영화를 만드는 새로운 방법을 제공하는 것이다. 물리적 인 의미와 함께, 본 발명의 방법으로 촬영 분자 1 회전 실험 영화는 이전 용지 (11)에 제시 하였다. 개발의 배경 본 영상 법의 구체적인 이론 측면에서, 그리고 다른 기존의 기술과의 비교는 다가오는 논문에서 설명한다. 여기서는 주로 일반적인 펌프 프로브 광 설치 조합하고 새로운 촬상 장치를 구비 한 프로 시저의 실용적이고 기술적 인 측면에 초점을 맞출 것이다. 이전 논문에서와 같이, 타겟 시스템은 단방향 질소 분자 (11)를 회전한다. 의 주요 어려움 실험개략적으로도 1에 도시 된 촬상 설정 기존 검출기의 위치, 또는 카메라 앵글과 관련이있다. 회전축 레이저 필드 유도 분자의 회전에 관계되는 레이저 전파 축 (6), (7, 8)와 일치하기 때문에, 회전축을 따라 검출기를 설치 실용적이지 않다. 레이저 조사를 피하기 위해, 검출기가 설치 될 때, 상기 카메라 각도 회전 측 관찰에 대응한다. 이 경우에는, 투사 (2D) 이미지 이온 분자 (14)로부터의 원래 방향을 복원하는 것은 불가능하다. 의 3D 이미지 검출기 (14), 15, 16, 17, 18, 19, 상단 검출기 이온 IMPAC되는 도달 시간t의 위치를 측정 할 수 쿨롱 폭발 영상 (10), (12)를 사용하여 직접 분자 회전을 관찰하는 독특한 방법을 제공했다. 그러나, 레이저 샷 당 허용되는 이온 개수는 고화질 (14)의 분자 운동이 긴 동영상을 생성하기 어렵다는 것을 의미 차원 검출기의 하한 (전형적으로 &lt;10 이온)이다. 검출기 (전형적 NS)의 데드 타임은 이미지 해상도 이미징 효율에 영향을 미친다. 또한 &lt;~ 1 kHz의 레이저 반복률로 실시간 이온 이미지를 모니터함으로써 양호한 펌프 프로브 빔 중첩을 간단한 작업이 아니다. 여러 그룹들이 3 차원 기술을 사용하여 회전 웨이브 패킷을 관찰 하였지만, 상기 공간 정보에 한정 및 / 또는 직접 복잡한 노드 구조를 포함하는 파장 특성의 상세한 시각화, 12 (10)를 달성 아니었다. 의 본질새로운 이미징 기술은도 1에서 &quot;새로운 카메라 앵글&quot;의 사용이다. 2 차원 검출기는 회전축 방향으로부터 관찰 선도, 회전 평면에 평행하면서이 구성에서, 검출기에 레이저 빔 노출을 회피한다. 슬릿은 이미지에 기여할 회전 평면에서만 이온 (레이저 펄스의 편광면)을 허용한다. 차원 검출기보다 카운트 속도 (일반적으로 100 ~ 이온)를 제공하는 2 차원 검출기가 사용될 수있다. 측정 효율이 높은 반면, 전자의 설정은, 3D 검출의 경우에 비해 간단하다. 시간이 많이 소요되는 등 아벨 반전 (14) 수학 재건은, 또한 각도 정보를 추출하는 데 필요하지 않습니다. 이러한 기능은 측정 시스템의 쉽게 최적화 고품질 영화의 생산 리드. 표준 2D / 3D 하전 입자 촬상 장치를 용이하게 본 witho 설치하도록 변형 될 수있다고가의 장비를 사용하는 유타.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="618">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">CMOS camera</td>
			<td style="width:83px;">Toshiba TELI</td>
			<td style="width:119px;">BU-238M-ES</td>
			<td style="width:167px;">equipped with SONY IMX174 sensor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">High voltage switch</td>
			<td style="width:83px;">Behlke</td>
			<td style="width:119px;">HTS-41-03-GSM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">High voltage switch</td>
			<td style="width:83px;">Behlke</td>
			<td style="width:119px;">HTS-80-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:249px;">Digital delay generator</td>
			<td style="width:83px;">Stanford research systems</td>
			<td style="width:119px;">DG535</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:249px;">Digital delay generator</td>
			<td style="width:83px;">Stanford research systems</td>
			<td style="width:119px;">DG645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Microchannel plate</td>
			<td style="width:83px;">Photonis</td>
			<td align="right" style="width:119px;">3075</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Pulsed valve</td>
			<td style="width:83px;">LAMID LTD</td>
			<td style="width:119px;">Even-Lavie valve&#160;</td>
			<td style="width:167px;">High repetition, room temperature model</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:249px;">Molecular beam skimmers</td>
			<td style="width:83px;">Institute for Molecular Science</td>
			<td style="width:119px;">13C11</td>
			<td style="width:167px;">3 and 1.5 mm center hole, 25 degrees full inner angle, and ~50 mm length</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Optical Comparator</td>
			<td style="width:83px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;">V-24B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">DPSS laser</td>
			<td style="width:83px;">Lighthouse Photonics</td>
			<td style="width:119px;">Sprout</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Femtosecond Ti:Sapphire oscillator</td>
			<td style="width:83px;">KMLabs</td>
			<td style="width:119px;">Halcyon</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Femtosecond Ti:Sapphire amplifier</td>
			<td style="width:83px;">Quantronix</td>
			<td style="width:119px;">Odin-II HE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Motorized linear stage</td>
			<td style="width:83px;">Sigma Koki</td>
			<td style="width:119px;">KST(GS)-100X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Manual X-stage</td>
			<td style="width:83px;">Sigma Koki</td>
			<td style="width:119px;">TSD-601S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">High resolution mirror mount</td>
			<td style="width:83px;">Newport</td>
			<td style="width:119px;">Suprema SX100-F2KN-254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">High resolution mirror mount</td>
			<td style="width:83px;">LIOP-TEC GmbH</td>
			<td style="width:119px;">SR100-100R-2-HS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:249px;">Polarization checker</td>
			<td style="width:83px;">Paradigm Devices, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">O-tool VIS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:249px;">Instrument communication interface</td>
			<td style="width:83px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NI-MAX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:249px;">Graphical development environment for measurement programs</td>
			<td style="width:83px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">LabVIEW 2014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Laser line dielectric mirror</td>
			<td style="width:83px;">CVI/LEO</td>
			<td style="width:119px;">TLM2-400/800-45UNP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Laser line dielectric mirror</td>
			<td style="width:83px;">Altechna</td>
			<td colspan="2">Low GDD Ultrafast mirror</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Laser line dielectric mirror</td>
			<td style="width:83px;">Altechna</td>
			<td colspan="2">Low GDD Ultrafast mirror</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Femtosecond polarizer</td>
			<td style="width:83px;">Advanced Thin Films</td>
			<td style="width:119px;">PBS-GVD</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct imaging of laser-driven ultrafast molecular rotation

우리는 레이저 유도 분자 초고속 회전 파동 패킷 역학을 가시화하는 방법을 제시한다. 우리는 지금까지-비실용적 카메라 앵글을 실현하는 새로운 2 차원 쿨롱 폭발 촬상 설정을 개발 하였다. 우리의 영상 기법에서, 이원자 분자는 원 편광 강한 레이저 펄스로 조사된다. 토출 원자 이온 레이저 전파 수직 가속된다. 레이저 편광면 거짓말 이온이 기계적 슬릿을 사용하여 선택하고, 높은 처리량과 묘화되는 2 차원 검출기는 편광면에 평행하게 설치된. 원형 편광 (등방성) 쿨롱 폭발 펄스가 사용되기 때문에, 토출 된 이온의 관찰 각도 분포를 직접 펄스 조사시의 제곱 회전 파동 함수에 상당한다. 분자량 회전 실시간 동영상을 생성하기 위해, 본 영상 법은 펨토초 펌프 프로브 O와 결합ptical 설정이있는 펌프 펄스는 단방향 분자 앙상블을 회전 만듭니다. 인하여 우리의 검출 시스템의 높은 화상 처리량 펌프 프로브 실험 조건은 쉽게 실시간 스냅 샷을 모니터링함으로써 최적화 될 수있다. 그 결과, 관찰 영화의 품질은 움직임의 구체적인 파장 특성을 시각화 충분히 높다. 또한, 본 기술은 광범위한 수정 없이도 분자 시스템의 새로운 카메라 앵글이나 관점을 제공하는 기존의 표준 이온 촬상 설정으로 구현 될 수 있다는 점에 유의하라.

도 4a는 하나의 프로브 레이저 총에 걸리는 N 2 + 프로브 조사 (쿨롱 폭발)에 배출 이온의 프로브 전용 원시 이미지를 보여줍니다. 각 밝은 장소는 하나의 이온에 해당합니다. 도 4b는 10,000 치화 원 카메라 화상의 가산 영상을 나타낸다. 이러한 이미지는 우리의 촬상 설치 편광면 내의 모든 방향 각의 분자를 모니터링 할 수 있음을 보여준다. 도 4c는도 4b의 정규화에 상응하는 극성 플롯을 나타낸다. 회전 제어 (펌프) 펄스가 존재했기 때문에, 분포 (그림 4C는 원을 보여줍니다) 등방성이다. 도 4b에는 검출기 불균일성으로 인해 작은 결함은 타원의 아래쪽에서 볼 수있다. 이러한 결함은 항상 화상의 같은 위치에 나타난다. 따라서, c를는 프로브 전용 이미지 (단계 4.5.3.7)으로 관찰 된 이미지를 정규화에 의해 보상 될 수있다. 두 펌프 펄스의 조사 후 촬영 스냅 샷을 선택 5는 그림. 도록하면,뿐만 아니라 이온 관찰 이미지를 이해를 향상시킬뿐만 아니라, 해당 극성 플롯과 &quot;덤벨&quot;모델 이미지 프로브 시간의 함수로서 도시되어있다. 극성 플롯 단계 4.5.3.5에서 생성됩니다. 덤벨 포토 다양한 지향 각 아령 중첩 화상이며, 가중치 (불투명도) 관찰 각도 확률이다. 일련의 이미지는 방향성 분자 회전 분명 동영상을 형성한다. 동작의 파형 특성은 &quot;X&quot;자 모양의 형성을 포함하는 복잡한 구조 노드 및 분산액으로 볼 수있다. 도 6은 손상 슬릿 AP로 촬영 이온 이미지를 도시덴트와 슬릿 가장자리 hotograph. 작은 결함은 크게 관찰 된 이미지에 영향을 미친다. 이러한 경우에, 반복되는 단계 150이 요구된다. 이 사실은 토론 섹션에서 설명합니다. 도 7은 최적의 펌프 프로브 중첩 상태에서 원 카메라 화상을 나타낸다. 이러한 빔 중복 신호를 모니터링하여 상기 광 경로가 최적화 될 수있다. 이것은도 5에서와 같이 투명한 영화 이끈다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig1.jpg" /> 그림 1 :, 비현실적 전형적인, 새로운 구성의 카메라 앵글의 개념적 그림. 전형적인 카메라 각도에서, 검출기는 레이저 노출을 방지하기 위해 설치되지만, 이온의 토출 각은 2 차원 투영 화상으로부터 재구성 될 수 없다. 본, 새로운 카메라 각도, 회전 비행기 (레이저 polarizat이온 평면)는 검출기 표면에 평행하고, 따라서 회전 운동을 시각화하기에 적합하다. 일반적인 바이어스 전압 2,500 V, 1,799 V, 1,846 V, 253 V, 0 V, 3,500 V, -800 V 및 이온 광학계 1, 2, 3, 4 4,500 V, 5, 펄스 펠러, 마이크로 플레이트이다 각각 상기 형광면. 이온 광학 번호는 하부 전극에서 시작한다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig2.jpg" /> 도 2 : 2 차원 촬상 장치의 개략도이다. (A) 상기 검출기 조립체의 개략도. 오렌지 색 동그라미 플레이트는 다른 부분이 볼트로 장착되는베이스 플레이트이다. (B) 슬릿 어셈블리의 개략도. 오른쪽 사진슬릿의 동작을 설명한다. 크기 값 mm에있다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig3.jpg" /> 그림 3 : 본 펌프 - 프로브 광 설치의 개략도. 프로브 (촬상)의 펄스가 청색 라인에 의해 표시되는 동안 회전 여진 용 펌프 펄스의 광로는 적색 선으로 도시되어있다. NLC, 두 번째 고조파 생성을위한 비선형 결정; HWP 반 파장 판; QWP, 쿼터 파장 판; DM, 다이크로 익 미러; BS 50:50 빔 스플리터; HRM : 고해상도 미러 마운트. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> ithin 페이지 = &quot;1&quot;&gt; <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig4.jpg" /> 그림 4 : 원시 및 쿨롱 이온 이미지를 분해 분석했다. (A) N의 전형적인 원시 이미지 2+ 하나의 프로브 촬영을 위해 촬영. (B) 10,000 진화 카메라 이미지를 짓게되는 이미지입니다. 카메라 영상의 크기는 1200 X 750 픽셀이다. 대응하는 실 공간의 크기는 80mm × 50 mm이다. (C) 합산 된 이미지로 구성 정규화 된 극 줄거리. 원료 합산 이미지에서 거짓 색 신호 강도를 표시 하였다. 도에 극성 각도는 원주를 따라 표시됩니다. 반경 값은 각도에 의존하는 확률 (임의의 단위)입니다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 4917fig5.jpg &quot;/&gt; 그림 5 : 레이저에 의한 회전 웨이브 패킷 역학의 선정 된 스냅 샷. 각각의 시간 지연에서, 상부 패널은 타원 형상이 원형으로 변환되어있는 이온의 이미지를 나타낸다. 중간 패널은 해당 극성 플롯을 보여줍니다. 하단 패널은 각도 분포의 아령 모델을 보여줍니다. 이 아령 사진은 다양한 방향 각도에서 아령의 중첩 된 이미지이며, 자신의 무게 (투명도)는 관찰 각도 확률이다. 극성 플롯은도 4에서와 동일한 장치 및 스케일을 사용한다. 이온 화상 단계 4.5.3.4 에서처럼 좌표 변환을 사용한다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig6.jpg" /> 그림 6 :실험 이온 이미지 슬릿 결함의 영향. 손상된 슬릿으로 촬영 (A) 관측 프로브 전용 N 2+ 이온 이미지입니다. 서브 mm의 함몰을 갖는 슬릿의 가장자리 (B)의 사진. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/54917/54917fig7.jpg" /> 그림 7 : 최적화 된 펌프 - 프로브 중첩 상태에서 원시 카메라 이미지. 프로브 시간은 4.0 PS 제 1 펌프 펄스 조사 후에 = t로 설정된다. 이때, 분자 배향의 최대치가 달성된다. 카메라 영상의 크기는 1200 X 750 픽셀이다. 대응하는 실 공간의 크기는 80mm × 50 mm이다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54917/54917fig7large.jpg" target="_blank">클릭하세요</a>여기이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.

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Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

We present a protocol for creating a real-time movie of a molecular rotational wave packet using a high-resolution Coulomb explosion imaging setup.

레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

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Nanyang Technological University

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Chemical Bonding: Molecular Geometry and Bonding Theories

SCIENTISTS IN ACTION

9.6K 조회수.  Tokyo Institute of Technology. We present a protocol for creating a real-time movie of a molecular rotational wave packet using a high-resolution Coulomb explosion imaging setup.

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Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications including contrast enhancement in novel magnetomotive imaging modalities, simultaneous capture&#160;and detection of circulating tumor cells (CTCs),&#160;and multimodal molecular imaging combined with photothermal therapy of cancer cells. These applications have stimulated significant interest in development of protocols for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with optical absorbance in the near-infrared (NIR) region and a strong magnetic moment. Here, we present a novel protocol for synthesis of such hybrid nanoparticles that is based on an oil-in-water microemulsion method. The unique feature of the protocol described herein is synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles of various sizes from primary blocks which also have magneto-plasmonic characteristics. This approach yields nanoparticles with a high density of magnetic and plasmonic functionalities which are uniformly distributed throughout the nanoparticle volume. The hybrid nanoparticles can be easily functionalized by attaching antibodies through the Fc moiety leaving the Fab portion that is responsible for antigen binding available for targeting.

Here, we describe a protocol for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with a strong magnetic moment and a strong near-infrared (NIR) absorbance. The protocol also includes antibody conjugation to the nanoparticles through the Fc moiety for various biomedical applications which require molecular specific targeting.

Immunotargeted의 합성 자기 - 플라즈 모닉 나노 클러스터

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

연구

화학

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the results of femtosecond X-ray free electron laser (XFEL) experiments. An increasing number of experimental observations have shown that although nuclear motion can be negligible, given a short enough incident pulse duration, electronic motion cannot be ignored. The current and widely accepted models assume that although electrons undergo dynamics driven by interaction with the pulse, their motion could largely be considered &#39;random&#39;. This would then allow the supposedly incoherent contribution from the electronic motion to be treated as a continuous background signal and thus ignored. The original aim of our experiment was to precisely measure the change in intensity of individual Bragg peaks, due to X-ray induced electronic damage in a model system, crystalline C60. Contrary to this expectation, we observed that at the highest X-ray intensities, the electron dynamics in C60 were in fact highly correlated, and over sufficiently long distances that the positions of the Bragg reflections are significantly altered. This paper describes in detail the methods and protocols used for these experiments, which were conducted both at the Linac Coherent Light Source (LCLS) and the Australian Synchrotron (AS) as well as the crystallographic approaches used to analyse the data.

We describe an experiment designed to probe the electronic damage induced in nanocrystals of Buckminsterfullerene (C60) by intense, femtosecond pulses of X-rays. The experiment found that, surprisingly, rather than being stochastic, the X-ray induced electron dynamics in C60 are highly correlated, extending over hundreds of unit cells within the crystals1.

펨 회절 실험 Buckminsterfullerene의 나노에 수행 하는 동안 장거리 전자 상관 관계의 측정

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

This protocol describes fabricating microfluidic devices with low X-ray background optimized for goniometer based fixed target serial crystallography. The devices are patterned from epoxy glue using soft lithography and are suitable for in situ X-ray diffraction experiments at room temperature. The sample wells are lidded on both sides with polymeric polyimide foil windows that allow diffraction data collection with low X-ray background. This fabrication method is undemanding and inexpensive. After the sourcing of a SU-8 master wafer, all fabrication can be completed outside of a cleanroom in a typical research lab environment. The chip design and fabrication protocol utilize capillary valving to microfluidically split an aqueous reaction into defined nanoliter sized droplets. This loading mechanism avoids the sample loss from channel dead-volume and can easily be performed manually without using pumps or other equipment for fluid actuation. We describe how isolated nanoliter sized drops of protein solution can be monitored in situ by dynamic light scattering to control protein crystal nucleation and growth. After suitable crystals are grown, complete X-ray diffraction datasets can be collected using goniometer based in situ fixed target serial X-ray crystallography at room temperature. The protocol provides custom scripts to process diffraction datasets using a suite of software tools to solve and refine the protein crystal structure. This approach avoids the artefacts possibly induced during cryo-preservation or manual crystal handling in conventional crystallography experiments. We present and compare three protein structures that were solved using small crystals with dimensions of approximately 10-20 &#181;m grown in chip. By crystallizing and diffracting in situ, handling and hence mechanical disturbances of fragile crystals is minimized. The protocol details how to fabricate a custom X-ray transparent microfluidic chip suitable for in situ serial crystallography. As almost every crystal can be used for diffraction data collection, these microfluidic chips are a very efficient crystal delivery method.

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

This protocol describes in detail how to fabricate and operate microfluidic devices for X-ray diffraction data collection at room temperature. Additionally, it describes how to monitor protein crystallization by dynamic light scattering and how to process and analyze obtained diffraction data.

현장에서 크리스탈 x-선 회절 및 현장에서 직렬 결정학에 대 한 동적 빛 산란에 대 한 미세 칩

This protocol describes fabricating microfluidic devices with low X-ray background optimized for goniometer based fixed target serial crystallography. The ...

Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the wavelength of the strong-field ionizing pump pulse from the commonly used 800 nm into the near-infrared (1200-1600 nm), the contribution of adiabatic electron tunneling to the ionization process increases relative to multiphoton absorption. Adiabatic ionization results in predominant population of the ground electronic state of the ion upon electron removal, which effectively prepares a coherent vibrational state (&#34;wave packet&#34;) amenable to subsequent excitation. In our experiments, the coherent vibrational dynamics are probed with a weak-field 800 nm pulse and the time-dependent yields of dissociation products measured in a time-of-flight mass spectrometer. We present the measurements on the molecule dimethyl methylphosphonate (DMMP) to illustrate how using 1500 nm pulses for excitation enhances the amplitude of coherent oscillations in ion yields by a factor of 10 as compared to 800 nm pulses. This protocol may be implemented in existing pump-probe setups through the incorporation of an optical parametric amplifier (OPA) for wavelength conversion.

We present a protocol for probing ultrafast vibrational coherences in polyatomic radical cations that result in molecular dissociation.

Polyatomic 급진적인 양이온으로 강한 분야 단 열 이온화에 초고속 진동 일관성의 측정

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

양전자 방출 단층 촬영 (PET) Radiotracer 합성 프로토콜의 임상 생산을 위한 자동화

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Light-driven Molecular Motors on Surfaces for Single Molecular Imaging

The design and synthesis of a synthetic system that aims for the direct visualization of a synthetic rotary motor at the single molecule level on surfaces are demonstrated. This work requires careful design, considerable synthetic effort, and proper analysis. The rotary motion of the molecular motor in solution is shown by 1H NMR and UV-vis absorption spectroscopy techniques. In addition, the method to graft the motor onto an amine-coated quartz is described. This method helps to gain more insight into molecular machines.

The manuscript describes how to synthesize and graft a molecular motor on surfaces for single molecular imaging.

빛 주도 분자 모터 표면에 단일 분자 이미징

The design and synthesis of a synthetic system that aims for the direct visualization of a synthetic rotary motor at the single molecule level on surfaces ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), illustrating that SIMS is a suitable technique to study the chemical distribution at a metal-paint interface. The painted Al alloy coupons are immersed in a salt solution or exposed to air only. SIMS provides chemical mapping and 2D molecular imaging of the interface, allowing direct visualization of the morphology of the corrosion products formed at the metal-paint interface and mapping of the chemical after corrosion occurs. The experimental procedure of this method is presented to provide technical details to facilitate similar research and highlight pitfalls that may be encountered during such experiments.

Time-of-flight secondary ion mass spectrometry is applied to demonstrate the chemical mapping and corrosion morphology at the metal-paint interface of an aluminum alloy after being exposed to a salt solution compared with a specimen exposed to air.

비행 시간 보조 이온 질량 분석기를 사용 하 여 금속 페인트 인터페이스의 이미징 부식

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near infrared (near-IR) transitions, because it can overcome the low sensitivity of spontaneous Raman spectrometers in the near-IR region. Here, we describe technical details of a femtosecond time-resolved near-IR multiplex stimulated Raman spectrometer that we have recently developed. A description of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and calibration and correction of recorded data is provided as well. We present an application of our spectrometer to analyze the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene solution. A C=C stretch band of &#946;-carotene in the second lowest excited singlet (S2) state and the lowest excited singlet (S1) state is clearly observed in the recorded time-resolved stimulated Raman spectra. The femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer is applicable to the structural dynamics of &#960;-conjugate systems from simple molecules to complex materials.

Details of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and data handling for a femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer are described. A near infrared stimulated Raman study on the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene is shown as a representative application.

기능성 π-컨쥬게이트 시스템의 초고속 시간 해결 근거리 자극 라만 측정

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

A Microwave-Assisted Direct Heteroarylation of Ketones Using Transition Metal Catalysis

Heteroarylation introduces heteroaryl fragments to organic molecules. Despite the numerous available reactions reported for arylation via transition metal catalysis, the literature on direct heteroarylation is scarce. The presence of heteroatoms such as nitrogen, sulfur and oxygen often make heteroarylation a challenging research field due to catalyst poisoning, product decomposition and the rest. This protocol details a highly efficient direct &#945;-C(sp3) heteroarylation of ketones under microwave irradiation. Key factors for successful heteroarylation include the use of XPhos Palladacycle Gen. 4 Catalyst, excess base to suppress side reactions and the high temperature and pressure achieved in a sealed reaction vial under microwave irradiation. The heteroarylation compounds prepared by this method were fully characterized by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR), carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy (13C NMR) and high-resolution mass spectrometry (HRMS). This methodology has several advantages over literature precedents including broad substrate scope, rapid reaction time, greener procedure and operational simplicity by eliminating the preparation of intermediates such as silyl enol ether. Possible applications for this protocol include, but are not limited to, diversity-oriented synthesis for the discovery of biologically active small molecules, domino synthesis for the preparation of natural products and ligand development for new transition metal catalytic systems.

Heteroaryl compounds are important molecules utilized in organic synthesis, medicinal and biological chemistry. A microwave-assisted heteroarylation using palladium catalysis provides a rapid and efficient method to attach heteroaryl moieties directly to ketone substrates.

전이 금속 촉매를 이용한 케톤 전자레인지 보조 직접 이질화

Heteroarylation introduces heteroaryl fragments to organic molecules. Despite the numerous available reactions reported for arylation via transition metal ...

Hyperspectral Imaging as a Tool to Study Optical Anisotropy in Lanthanide-Based Molecular Single Crystals

In this work, we describe a protocol for a novel application of hyperspectral imaging (HSI) in the analysis of luminescent lanthanide (Ln3+)-based molecular single crystals. As representative example, we chose a single crystal of the heterodinuclear Ln-based complex [TbEu(bpm)(tfaa)6] (bpm=2,2&#8217;-bipyrimidine, tfaa&#8211; =1,1,1-trifluoroacetylacetonate) exhibiting bright visible emission under UV excitation. HSI is an emerging technique that combines 2-dimensional spatial imaging of a luminescent structure with spectral information from each pixel of the obtained image. Specifically, HSI on single crystals of the [Tb-Eu] complex provided local spectral information unveiling variation of the luminescence intensity at different points along the studied crystals. These changes were attributed to the optical anisotropy present in the crystal, which results from the different molecular packing of Ln3+ ions in each one of the directions of the crystal structure. The HSI herein described is an example of the suitability of such technique for spectro-spatial investigations of molecular materials. Yet, importantly, this protocol can be easily extended for other types of luminescent materials (such as micron-sized molecular crystals, inorganic microparticles, nanoparticles in biological tissues, or labelled cells, among others), opening many possibilities for deeper investigation of structure-property relationships. Ultimately, such investigations will provide knowledge to be leveraged into the engineering of advanced materials for a wide range of applications from bioimaging to technological applications, such as waveguides or optoelectronic devices.

Here, we present a protocol to obtain luminescent hyperspectral imaging data and to analyze optical anisotropy features of lanthanide-based single crystals using a Hyperspectral Imaging System.