poslamaýan polat 321 8 * 1,2 ýylylyk çalşyjy turba

Kapilýar turbalary

Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär.Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Ultra ykjam (54 × 58 × 8.5 mm) we giň deri (1 × 7 mm) dokuz reňkli spektrometr, bada-bat spektral şekillendiriş üçin ulanylýan on sany iki aýna toplumy bilen “ikä bölündi”.Düwürtigiň ululygyndan has kiçi kesişli hadysanyň ýeňil akymy 20 nm giňlikdäki üznüksiz zolaga we merkezi tolkun uzynlygy 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 we 690 nm bolan dokuz reňkli akymlara bölünýär.Dokuz reňkli akymyň şekilleri bir wagtyň özünde şekil datçigi bilen netijeli ölçelýär.Adaty ikitaraplaýyn aýna massiwlerinden tapawutlylykda, ösen iki aýna massiwiniň özboluşly iki bölek konfigurasiýasy bar, bu diňe bir wagtda ölçenip boljak reňkleriň sanyny köpeltmän, eýsem her reňk akymy üçin şekil çözgüdini hem gowulandyrýar.Işlenip düzülen dokuz reňkli spektrometr dört kapilýarly elektroforez üçin ulanylýar.Dokuz reňkli lazer bilen örtülen floresan ulanyp, her kapilýarda bir wagtyň özünde göçýän sekiz boýagyň bir wagtda mukdar taýdan derňewi.Dokuz reňkli spektrometr diňe bir ultra-kiçi we arzan bolman, eýsem ýokary şöhleli akym we spektral şekillendiriş programmalarynyň köpüsi üçin ýeterlik spektral çözgüdi barlygy sebäpli, dürli ugurlarda giňden ulanylyp bilner.
Gipersektral we köppektral şekillendiriş astronomiýa2-iň möhüm bölegine öwrüldi, Eartheri synlamak üçin uzakdan duýgurlyk 3,4, iýmit we suwuň hiline gözegçilik5,6, sungaty goramak we arheologiýa7, kazyýet işi 8, hirurgiýa9, biomedikal derňew we diagnostika10,11 we ş.m. 1-nji meýdan Möhüm tehnologiýa , 12,13.Her bir zyňyndy nokadynda çykýan ýagtylygyň spektrini ölçemegiň usullary (1) nokat skanerine (“süpürgi”) 14,15, (2) çyzykly skaner (“panikle”) 16,17,18 bölünýär , (3) uzynlyk tolkunlary 19,20,21 we (4) suratlar22,23,24,25.Bu usullaryň hemmesinde giňişlik çözgüdi, spektral çözgüt we wagtlaýyn çözgüt söwda gatnaşyklary 9,10,12,26 bolýar.Mundan başga-da, ýagtylygyň çykarylyşy duýgurlyga ep-esli täsir edýär, ýagny spektral şekillendirişde signal-ses gatnaşygy26.Uminagtylyk akymy, ýagny ýagtylygy ulanmagyň netijeliligi, her bir ýagtylyk nokadynyň hakyky ölçenen mukdarynyň ölçelen tolkun uzynlygy diapazonynyň umumy ýagtylygynyň mukdaryna göni proporsionaldyr.Kategoriýa (4) her çykýan nokatdan çykýan ýagtylygyň intensiwligi ýa-da spektri wagtyň üýtgemegi bilen ýa-da her çykýan nokadyň ýagdaýy wagtyň geçmegi bilen üýtgän mahaly degişli usuldyr, sebäbi ähli çykýan nokatlar tarapyndan çykýan ýagtylygyň spektri bir wagtda ölçelýär.24.
Aboveokardaky usullaryň köpüsi (1), (2) we (4) ýa-da 20, 21 süzgüç diskleri, suwuk süzgüçler üçin 18 sany panjara ýa-da 14, 16, 22, 23 prizma ulanyp, uly, çylşyrymly we / ýa-da gymmat spektrometrler bilen birleşdirilýär. .Kristal sazlap bolýan süzgüçler (LCTF) 25 ýa-da akusto-optiki sazlap bolýan süzgüçler (AOTF) 19 kategoriýa (3).Munuň tersine, (4) köp aýnaly spektrometrler ýönekeý konfigurasiýasy sebäpli kiçi we arzan 27,28,29,30.Mundan başga-da, olaryň ýokary şöhle akymy bar, sebäbi her iki aýna bilen paýlaşylýan ýagtylyk (ýagny, her iki aýnada hadysanyň çyrasynyň iberilen we şöhlelenýän ýagtylygy) doly we üznüksiz ulanylýar.Şeýle-de bolsa, bir wagtyň özünde ölçelmeli tolkun uzynlygy zolaklarynyň sany (ýagny reňkler) dört töweregi bilen çäklenýär.
Floresan kesgitlemesine esaslanýan spektral şekillendiriş, biomedikal kesgitleme we diagnostika 10, 13-de multiplex derňewi üçin ulanylýar.Multiplexingde, birnäçe analitikler (mysal üçin, belli bir DNK ýa-da beloklar) dürli floresan boýaglar bilen bellik edilendigi sebäpli, her bir emissiýa nokadynda bar bolan her bir analitik köp komponentli derňewiň kömegi bilen kesgitlenýär.32 her zyňyndy nokady tarapyndan çykarylan ýüze çykarylan floresan spektrini döwýär.Bu amalyň dowamynda hersi dürli floresan çykarýan dürli boýaglar kolokalizasiýa edip biler, ýagny giňişlikde we wagtda bilelikde ýaşap biler.Häzirki wagtda bir lazer şöhlesi bilen tolgundyryp boljak boýaglaryň iň köp sany sekiz33.Bu ýokarky çäk spektral çözgüdi (ýagny reňkleriň sany) bilen däl-de, floresan spektriniň giňligi (≥50 nm) we boýagyň mukdary Stokes çalşygynyň (≤200 nm) FRET (FRET ulanyp) 10 .Şeýle-de bolsa, garyşyk boýaglaryň spektral üst-üstüni ýok etmek üçin reňkleriň sany boýaglaryň sanyndan köp ýa-da deň bolmaly31,32.Şonuň üçin bir wagtyň özünde ölçenen reňkleriň sanyny sekiz ýa-da ondan köpeltmeli.
Recentlyakynda ultra ykjam geptahroik spektrometr (dört sany floresan akymy ölçemek üçin heptikroý aýnalary we şekil datçigini ulanmak) işlenip düzüldi.Spektrometr, panjara ýa-da prizma ulanyp, adaty spektrometrlerden has kiçi iki-üç sargytdyr.Şeýle-de bolsa, spektrometre ýedi-den gowrak aýnany ýerleşdirmek we şol bir wagtyň özünde ýedi reňkden köp ölçemek36,37.Dikroik aýnalaryň sanynyň köpelmegi bilen, dihroik ýagtylyk akymlarynyň optiki ýollarynyň uzynlygynyň iň ýokary tapawudy ýokarlanýar we ähli ýagtylyk akymlaryny bir duýgur tekizlikde görkezmek kyn bolýar.Lightagtylyk akymynyň iň uzyn optiki ýol uzynlygy hem ýokarlanýar, şonuň üçin spektrometr aperturasynyň giňligi (ýagny spektrometr tarapyndan seljerilýän ýagtylygyň iň giňligi) azalýar.
Aboveokardaky meselelere jogap edip, iki gatly “ikitaraplaýyn” dekakromatiki aýna massiwli we dessine spektral şekillendiriş üçin şekil datçigi bolan ultra ykjam dokuz reňkli spektrometr döredildi [kategoriýa (4)].Öňki spektrometrler bilen deňeşdirilende, ösen spektrometriň iň ýokary optiki ýol uzynlygynda we has az optiki ýol uzynlygynda has az tapawudy bar.Dört kapilýarly elektroforeza lazer bilen örtülen dokuz reňkli floresanlygy kesgitlemek we her kapilýarda sekiz boýagyň bir wagtda göçmegini kesgitlemek üçin ulanyldy.Işlenip düzülen spektrometr diňe bir ultra-kiçi we arzan bolman, eýsem ýokary şöhleli akym we spektral şekillendiriş programmalarynyň köpüsi üçin ýeterlik spektral çözgüdi barlygy sebäpli, dürli ugurlarda giňden ulanylyp bilner.
Adaty dokuz reňkli spektrometr injirde görkezilýär.1a.Onuň dizaýny, öňki ultra-kiçi ýedi reňkli spektrometriň 31-e meňzeýär. Ol 45 ° burçda keseligine keseligine düzülen dokuz sany aýnadan ybarat we şekil datçigi (S) dokuz sany aýnanyň üstünde ýerleşýär.Aşakdan (C0) girýän ýagtylyk, dokuz sany aýna toplumy bilen ýokarlanýan dokuz ýagtylyk akymyna bölünýär (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 we C9).Dokuz reňk akymynyň hemmesi göni şekil datçigi bilen iýmitlenýär we şol bir wagtda ýüze çykarylýar.Bu gözlegde, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 we C9 tolkun uzynlygy boýunça bolup, magenta, gyrmyzy, gök, sary, ýaşyl, sary, mämişi, gyzyl-mämişi we degişlilikde gyzyl.Bu reňk bellikleri, 3-nji suratda görkezilişi ýaly bu resminamada ulanylsa-da, adam gözüniň görýän reňklerinden tapawutlanýar.
Adaty we täze dokuz reňkli spektrometrleriň shemasy.(a) Dokuz sany aýna toplumy bolan adaty dokuz reňkli spektrometr.(b) Iki gatly iki aýnaly massiwli täze dokuz reňkli spektrometr.Waka ýagtylyk akymy C0 dokuz reňkli ýagtylyk akymyna bölünýär we şekil datçigi S tarapyndan kesgitlenýär.
Işlenip düzülen dokuz reňkli spektrometrde, 1b-nji suratda görkezilişi ýaly, iki gatly iki aýnaly örtük we şekil datçigi bar.Aşaky gatlakda bäş sany aýna aýna 45 ° sagda egrelip, dekamerleriň massiwiniň merkezinden sag tarapa deňleşdirilýär.Levelokarky derejede, goşmaça bäş sany aýna çep 45 ° egilip, merkezden çepe ýerleşýär.Aşaky gatlagyň iň çep aýnasy we ýokarky gatlagyň iň sag dihroik aýnasy biri-birine gabat gelýär.Wakanyň ýagty akymy (C0) aşakdan dört çykýan hromatiki akymlara (C1-C4) sag tarapdaky bäş sany aýna we bäş sany çykýan hromatiki akym (C5-C4) çep C9-da bäş sany aýna bölünýär).Adaty dokuz reňkli spektrometrler ýaly, dokuz reňk akymynyň hemmesi şekil datçigine (S) göni sanjylýar we şol bir wagtda ýüze çykarylýar.1a we 1b suratlary deňeşdireniňde, dokuz reňkli spektrometriň ýagdaýynda dokuz reňk akymynyň iň ýokary tapawudynyň we iň uzyn optiki ýolunyň ýarysynyň iki esse azalandygyny görmek bolýar.
Ultra kiçi iki gatly iki gatly aýna massiwiniň jikme-jik gurluşy 29 mm (ini) × 31 mm (çuňlugy) × 6 mm (beýiklik) 2-nji suratda görkezilýär. (M1-M5) we çep tarapdaky bäş sany aýna (M6-M9 we başga bir M5), her iki aýna ýokarky alýumin zynjyrynda berkidilen.Dichhli aýna aýnalaryň üstünden akymyň döwülmegi sebäpli paralel süýşmegiň öwezini dolmak üçin gysylýar.M1-iň aşagynda zolakly süzgüç (BP) düzüldi.M1 we BP ölçegleri 10mm (uzyn tarap) x 1,9mm (gysga tarap) x 0,5mm (galyňlygy).Galan dik aýnalaryň ölçegleri 15 mm × 1,9 mm × 0,5 mm.M1 bilen M2 aralygyndaky matrisa meýdançasy 1,7 mm, beýleki aýnalaryň matrisa meýdançasy 1,6 mm.Injirde.2c hadysanyň ýagtylyk akymy C0 we dokuz reňkli ýagtylyk akymlary C1-C9 birleşdirýär, aýna kamerasynyň matrisasy bilen bölünýär.
Iki gatly ikitaraplaýyn aýna matrisasynyň gurluşygy.(a) Geljekki görnüş we (b) iki gatly ikitaraplaýyn aýna massiwiniň kesiş görnüşi (ölçegleri 29 mm x 31 mm x 6 mm).Aşaky gatlakda ýerleşýän bäş sany aýnadan (M1-M5), ýokarky gatda ýerleşýän bäş sany aýnadan (M6-M9 we başga bir M5) we M1-iň aşagynda ýerleşýän zolakly süzgüçden (BP) ybarat.(c) C0 we C1-C9 biri-birine gabat gelýän dik ugurda kesiş görnüşi.
2, c suratda C0 ini bilen görkezilen gorizontal ugurda, dwigateliň ini 1 mm, alýumin zynjyrynyň dizaýny bilen berlen 2-nji suratyň tekizligine perpendikulýar ugurda, - 7 mm.Nineagny, dokuz reňkli täze spektrometriň ululygy 1 mm × 7 mm.C4-iň optiki ýoly, C1-C9 arasynda iň uzyn we ýokardaky ululykdaky ululygy (29 mm × 31 mm × 6 mm) sebäpli, aýna massiwiniň içindäki C4-iň optiki ýoly 12 mm.Şol bir wagtyň özünde, C5 optiki ýoluň uzynlygy C1-C9 arasynda iň gysga, C5 optiki ýoluň uzynlygy 5,7mm.Şonuň üçin optiki ýoluň uzynlygyndaky iň ýokary tapawut 6,3 mm.Aboveokardaky optiki ýoluň uzynlygy M1-M9 we BP optiki geçiriş üçin optiki ýol uzynlygy üçin düzedilýär (kwarsdan).
М1 - М9 we VR spektral häsiýetleri şeýle hasaplanýar, С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8 we С9 akymlary tolkun uzynlygy 520–540, 540–560, 560–580, 580 Degişlilikde –600, 600–620, 620–640, 640–660, 660–680 we 680–700 nm.
Dekakromatiki aýnalaryň öndürilen matrisasynyň suraty 3a suratda görkezilýär.M1-M9 we BP degişlilikde 45 ° eňňit we alýumin goldawynyň keseligine tekizlenýär, M1 we BP bolsa şekiliň arkasynda gizlenýär.
Dekan aýnalaryň toplumyny öndürmek we görkezmek.(a) Galplaşdyrylan dekahromatiki aýnalaryň toplumy.(b) 1 mm × 7 mm dokuz reňkli bölünen şekil, dekakromatiki aýnalaryň we ak yşyk bilen arka reňkli bir kagyzyň üstünde goýlan kagyz ýüzüne görkezilýär.(c) Arka tarapdan ak yşyk bilen yşyklandyrylan dekohromatiki aýnalar.d) pese gaçýan aýna massiwinden çykýan dokuz reňkli bölüji akym, tüsse bilen doldurylan akril kanistany dekan aýna massiwiniň öňünde goýup, otagy garaňkylaşdyrýar.
45 ° hadysa burçunda M1-M9 C0 bilen ölçenen spektr spektri we 0 ° hadysasy burçunda BP C0 ölçenen spektri görkezilýär.4a.C1-C9 bilen C0-e geçiş spektri şekillerde görkezilýär.4b.Bu spektrler injirdäki spektrlerden hasaplandy.4a suratdaky C1-C9 optiki ýoluna laýyklykda 4a.1b we 2c.Mysal üçin, TS (C4) = TS (BP) × [1 - TS (M1)] × TS (M2) × TS (M3) × TS (M4) × [1 - TS (M5)], TS (C9) = TS (BP) × TS (M1) × [1 - TS (M6)] × TS (M7) × TS (M8) × TS (M9) × [1 - TS (M5)], bu ýerde TS (X) we [1 - TS (X)] degişlilikde X-nyň geçiriş we şöhlelendiriş spektri.4b suratda görkezilişi ýaly, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 we C9 zolakly giňlikler (zolak giňligi ≥50%) 521-540, 541-562, 563-580, 581-602, 603 -623, 624-641, 642-657, 659-680 we 682-699 nm.Bu netijeler ösen aralyklara laýyk gelýär.Mundan başga-da, C0 ýagtylygynyň ulanylyş netijeliligi ýokary, ýagny iň ýokary C1-C9 ýagtylyk geçirijisi ortaça 92%.
Ikitaraplaýyn aýnanyň geçiş spektri we bölünen dokuz reňkli akym.(a) 45 ° hadysada M1-M9 we BP 0 ° hadysada ölçenen spektr.(b) C1 - C9 geçiriş spektri (a) -dan hasaplanan C0 bilen deňeşdirilende.
Injirde.3c, iki aýnaly massiw dikligine ýerleşýär, şonuň üçin 3a suratda sag tarapy ýokarky tarapy we klimirlenen LED (C0) ak şöhlesi yzky görnüşde bolýar.3a suratda görkezilen dekahromatiki aýnalar toplumy 54 mm (beýiklik) × 58 mm (çuňlugy) × 8.5 mm (galyňlyk) adapterinde oturdylýar.Injirde.3d, injirde görkezilen döwlete goşmaça.3c, köp sanly dekohromatiki aýnalaryň öňünde tüsse bilen doldurylan akril tank, otagdaky yşyklar öçürildi.Netijede, bakda dokahromatiki aýnalaryň köpüsinden emele gelýän dokuz sany iki akym görünýär.Her bölünen akymyň ölçegi 1 × 7 mm bolan gönüburçly kesiş bar, bu täze dokuz reňkli spektrometriň apertura ululygyna laýyk gelýär.3b-nji suratda, 3c-nji suratda ikitaraplaýyn aýnalaryň massiwiniň öňünde bir kagyz ýerleşdirilýär we kagyzyň ugruna gönükdirilen dokuz sany iki akymyň 1 x 7 mm şekili kagyz hereketiniň ugrundan syn edilýär.akymlary.Injirde dokuz reňk bölüniş akymy.3b we d ýokardan aşaklygyna C4, C3, C2, C1, C5, C6, C7, C8 we C9 bolup, 1 we 2. 1b we 2c suratlarda hem görmek bolýar.Tolkun uzynlygyna laýyk reňklerde syn edilýär.Yşyk-diodly indikatoryň pes ak ýagtylygy (S3 goşmaça surata serediň) we C9 (682–699 nm) surata düşürmek üçin ulanylýan reňkli kameranyň duýgurlygy sebäpli beýleki bölüniş akymlary gowşak.Edil şonuň ýaly-da, C9 ýalaňaç göze görünýärdi.Bu aralykda, C2 (ýokardan ikinji akym) 3-nji suratda ýaşyl görünýär, ýöne göze has sary görünýär.
3c-nji suratdan d-a geçiş Goşmaça wideo 1-de görkezilýär. LED-den ak çyra dekakromatiki aýna massiwinden geçenden soň, şol bir wagtyň özünde dokuz reňk akymyna bölünýär.Netijede, küýzäniň tüssesi kem-kemden ýokardan aşaklygyna ýaýrady we dokuz reňkli tozan hem ýokardan aşak ýitdi.Munuň tersine, goşmaça wideo 2-de, dekahromatiki aýnalaryň massiwinde ýagtylyk akymynyň tolkun uzynlygy 690, 671, 650, 632, 610, 589, 568, 550 we 532 nm tertipde uzakdan gysga üýtgedilende. ., Diňe C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 we C1 tertibi boýunça dokuz bölünen akymyň degişli bölüniş akymlary görkezilýär.Akril suw howdany kwars howzy bilen çalşyrylýar we her bir ýapylan akymyň böleklerini eňňitden ýokary tarapa görüp bolýar.Mundan başga-da, 3-nji wideo şeýle redaktirlenýär welin, 2-nji wideonyň tolkun uzynlygynyň üýtgemegi bölegi gaýtadan görkezilýär.Bu aýnalaryň dekohromatiki massiwiniň aýratynlyklarynyň iň aýdyň beýanydyr.
Aboveokardaky netijeler öndürilen dekakromatiki aýna massiwiniň ýa-da täze dokuz reňkli spektrometriň niýetlenilişi ýaly işleýändigini görkezýär.Dokuz reňkli täze spektrometr, şekil datçiginiň tagtasyna adapterler bilen köp sanly dekahromatiki aýnalary gurnamak arkaly emele gelýär.
Tolkun uzynlygy 400-den 750 nm aralygyndaky ýagty akym, dört radiasiýa nokady φ50 μm, 2c-nji surat tekizligine perpendikulýar ugurda 1 mm aralykda ýerleşýär, degişlilikde 31, 34-nji gözlegler. Dört obýektiw massiw fokus uzynlygy 1,4 mm we çukur 1 mm bolan dört linza φ1 mm.Dört sany kollimirlenen akym (dört C0), 1 mm aralykda ýerleşýän dokuz reňkli spektrometriň DP-sinde bolup geçýär.Ikitaraplaýyn aýnalaryň toplumy her akymy (C0) dokuz reňk akymyna (C1-C9) bölýär.Alnan 36 akym (dört toplum C1-C9) soňra göni ikitaraplaýyn aýnalar toplumyna gönüden-göni birikdirilen CMOS (S) şekil datçigine sanjym edilýär.Netijede, 5a-njy suratda görkezilişi ýaly, iň az optiki ýol tapawudy we gysga maksimal optiki ýol sebäpli 36 akymyň şekilleri bir wagtda we birmeňzeş ululykda anyklandy.Aşakdaky spektrlere görä (S4 goşmaça surata serediň), C1, C2 we C3 dört toparyň şekil intensiwligi birneme pes.Otuz alty sany ululygy 0,57 ± 0,05 mm (ortaça ± SD).Şeýlelik bilen, surat ulaldylyşy ortaça 11,4 boldy.Suratlaryň arasyndaky dik aralyk ortaça 1 mm (obýektiw massiw bilen deň aralyk) we gorizontal aralyk ortaça 1,6 mm (ikitaraplaýyn aýna massiwine deň aralyk).Suratyň ululygy şekilleriň arasyndaky aralykdan has kiçi bolany üçin, her bir suraty özbaşdak ölçäp bolýar (pes pyýada bilen).Şol bir wagtyň özünde, öňki gözlegimizde ulanylan adaty ýedi reňkli spektrometr tarapyndan ýazylan ýigrimi sekiz akymyň şekilleri 5-nji suratda görkezilýär. Sevenedi sany iki aýnanyň toplumy dokuz sany dihroý massiwinden iň sag iki aýnany aýyrmak arkaly döredildi. 1a suratdaky aýnalar.Suratlaryň hemmesi ýiti däl, şekiliň ululygy C1-den C7-e çenli ýokarlanýar.28 suratyň ululygy 0,70 ± 0,19 mm.Şeýlelik bilen, ähli suratlarda ýokary çözgüdi saklamak kyn.5b suratda 28-nji surat ölçegi üçin üýtgeýiş koeffisiýenti 28%, 5a suratdaky 36-njy surat ölçegi üçin CV 9% -e çenli azaldy.Aboveokardaky netijeler täze dokuz reňkli spektrometriň bir wagtyň özünde ölçenen reňkleriň sanyny ýedi-dokuzdan köpeltmän, eýsem her reňk üçin ýokary surat çözgüdi hem bardygyny görkezýär.
Adaty we täze spektrometrlerden emele gelen bölünen şekiliň hilini deňeşdirmek.(a) Täze dokuz reňkli spektrometr tarapyndan döredilen dokuz reňkli bölünen şekilleriň dört topary (C1-C9).(b) Adaty ýedi reňkli spektrometr bilen emele gelen ýedi reňkli bölünen şekilleriň dört toplumy (C1-C7).Dört sany zyňyndy nokadyndan tolkun uzynlygy 400-den 750 nm aralygyndaky akymlar (C0) degişlilikde her spektrometrde birleşýär we waka bolýar.
Dokuz reňkli spektrometriň spektral aýratynlyklary eksperimental baha berildi we baha beriş netijeleri 6-njy suratda görkezildi (4 topar C1 - C9).Munuň tersine, 6b - j suratda görkezilişi ýaly, her C0 belli bir tolkun uzynlygy 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 ýa-da 690 nm bolanda, diňe dört sany degişli surat bar (dört) toparlar C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 ýa-da C9) tapdylar.Şeýle-de bolsa, dört degişli surata ýanaşyk käbir suratlar gaty gowşak ýüze çykarylýar, sebäbi 4b suratda görkezilen C1 - C9 geçiriş spektri birneme gabat gelýär we her C0 usulda beýan edilişi ýaly belli bir tolkun uzynlygynda 10 nm zolakly bolýar.Bu netijeler, injirde görkezilen C1-C9 geçiriş spektrine laýyk gelýär.4b we goşmaça wideolar 2 we 3. Başgaça aýdylanda, dokuz reňkli spektrometr injirde görkezilen netijelere görä garaşylşy ýaly işleýär.4b.Şonuň üçin şekiliň intensiwligini paýlamak C1-C9 her C0 spektri diýen netijä gelindi.
Dokuz reňkli spektrometriň spektral aýratynlyklary.Dokuz reňkli täze spektrometr, hadysanyň çyrasy (dört C0) tolkun uzynlygy (a) 400-750 nm (5a suratda görkezilişi ýaly), (b) dokuz reňkli bölünen şekilleriň dört toplumyny döredýär. 530 nm.nm, (c) 550 nm, (d) 570 nm, (e) 590 nm, (f) 610 nm, (g) 630 nm, (h) 650 nm, (i) 670 nm, (j) 690 nm, degişlilikde
Işlenip düzülen dokuz reňkli spektrometr dört kapilýarly elektroforez üçin ulanyldy (jikme-jiklikler üçin goşmaça materiallara serediň) 31,34,35.Dört kapilýar matrisa, lazer şöhlelenýän ýerinde 1 mm aralykda ýerleşýän dört kapilýardan (daşky diametri 360 μm we içki diametri 50 μm) ybarat.8 boýag bilen belgilenen DNK böleklerini öz içine alýan nusgalar, ýagny FL-6C (boýag 1), JOE-6C (boýag 2), dR6G (boýag 3), TMR-6C (boýag 4), CXR-6C (boýag 5), TOM- Dört kapilýalyň hersinde bölünen (mundan beýläk Cap1, Cap2, Cap3 we Cap4 diýilýär) 6C (boýag 6), LIZ (boýag 7) we WEN (boýag 8) floresan tolkun uzynlygynyň tertibi boýunça.Cap1-Cap4-den lazer bilen örtülen floresan dört linza toplumy bilen birleşdirildi we şol bir wagtyň özünde dokuz reňkli spektrometr bilen ýazga alyndy.Elektroforez döwründe dokuz reňkli (C1-C9) floresanlygyň intensiwligi dinamikasy, ýagny her kapilýaryň dokuz reňkli elektroforegramy 7a-njy suratda görkezilýär.Cap1-Cap4-de ekwiwalent dokuz reňkli elektroforegram alynýar.7a suratda Cap1 oklarynyň görkezişi ýaly, her dokuz reňkli elektroforegramdaky sekiz sany depe degişlilikde Dye1-Dye8-den bir floresan zyňylyşyny görkezýär.
Dokuz reňkli dört kapilýar elektroforez spektrometrini ulanyp, bir wagtyň özünde sekiz boýagyň mukdary.(a) Her kapilýaryň dokuz reňkli (C1-C9) elektroforegramy.Cap1 oklary bilen görkezilen sekiz sany pik, sekiz boýagyň (boýag-boýag) aýratyn floresan zyňyndylaryny görkezýär.Oklaryň reňkleri (b) we (c) reňklere gabat gelýär.(b) Bir kapilýar üçin sekiz boýagyň (Boýag 1-boýag) floresan spektri.c Kapilýar üçin sekiz boýagyň (Boýag 1-boýag) elektroferogrammalary.Dye7 belgili DNK bölekleriniň iň ýokary derejeleri oklar bilen, olaryň Cap4 esasy uzynlygy görkezilýär.
C1 - C9 sekiz depäniň intensiw paýlanyşy Şekillerde görkezilýär.Degişlilikde 7b.C1-C9 we Dye1-Dye8 ikisiniň hem tolkun uzynlygyndadygy sebäpli, 7b suratda görkezilen sekiz paýlama, Dye1-Dye8 floresan spektrini yzygiderli çepden saga görkezýär.Bu gözlegde, boýag1, boýag2, boýag3, boýag4, boýag 5, boýag, boýag 7 we boýag degişlilikde magenta, gyrmyzy, gök, sary, ýaşyl, sary, mämişi we gyzyl reňklerde ýüze çykýar.7a suratdaky oklaryň reňkleriniň 7b suratdaky boýag reňklerine laýyk gelýändigini ýadyňyzdan çykarmaň.7b suratdaky her spektr üçin C1-C9 floresan intensiwligi kadalaşdyryldy, olaryň jemi bir deň bolar.Cap1-Cap4-den sekiz ekwiwalent floresan spektri alyndy.1-boýag 8 boýagynyň arasynda floresanlygyň spektral gabat gelişini aç-açan synlamak bolýar.
7c-nji suratda görkezilişi ýaly, her bir kapilýar üçin 7a suratdaky dokuz reňkli elektroforegram 7b suratda sekiz floresan spektrine esaslanýan köp komponentli derňew arkaly sekiz boýly elektroferogramma öwrüldi (jikme-jiklikler üçin goşmaça materiallara serediň).7a suratdaky floresanlaryň spektral gabat gelmegi 7c suratda görkezilmeýänligi sebäpli, Dye1-Dye8 bir wagtyň özünde dürli mukdarda Dye1-Dye8 floresan bolsa-da, her nokatda aýratynlykda kesgitlenip we kesgitlenip bilner.Adaty ýedi reňkli kesgitleme 31 bilen edilip bilinmez, ýöne ösen dokuz reňkli kesgitleme bilen gazanyp bolar.7-nji suratda Cap1 oklarynyň görkezişi ýaly, diňe boýag (gök), boýag (gyzyl), boýag (ýaşyl), boýag 4 (sian), boýag 2 (gyrmyzy), boýag1 (magenta) we boýag (sary) ) garaşylýan hronologiki tertipde berjaý edilýär.Boýag 7 (mämişi) floresan zyňylyşy üçin, mämişi oky bilen görkezilen ýeke pikden başga-da birnäçe başga pikler syn edildi.Bu netije, nusgalarda ululyk ölçegleri bolan Dye7, dürli esasy uzynlygy bolan DNK böleklerini bellik etdi.7c-nji suratda görkezilişi ýaly, Cap4 üçin bu esasy uzynlyklar 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214 we 220 esasy uzynlyklardyr.
Iki gatly dihroik aýnalaryň matrisasy bilen işlenip düzülen dokuz reňkli spektrometriň esasy aýratynlyklary kiçi göwrümli we ýönekeý dizaýn.Injirde görkezilen adapteriň içindäki dekakromatiki aýnalar toplumy.3c şekil datçiginiň tagtasyna gönüden-göni oturdylan (S1 we S2 suratlara serediň), dokuz reňkli spektrometr adapter bilen deň ölçeglere eýe, ýagny 54 × 58 × 8.5 mm.(galyňlygy).Bu ultra kiçi ululyk, panjara ýa-da prizma ulanýan adaty spektrometrlerden has kiçi iki-üç sargyt.Mundan başga-da, dokuz reňkli spektrometr şekil datçiginiň ýüzüne perpendikulýar täsir edip bilýänligi sebäpli, mikroskoplar, akym sitometrleri ýa-da analizatorlar ýaly ulgamlarda dokuz reňkli spektrometr üçin aňsatlyk bölünip bilner.Ulgamyň hasam miniatýurizasiýasy üçin kapilýar örtükli elektroforez analizatory.Şol bir wagtyň özünde, dokuz reňkli spektrometrde ulanylýan on sany iki aýna we zolakly süzgüçleriň ululygy bary-ýogy 10 × 1,9 × 0,5 mm ýa-da 15 × 1,9 × 0,5 mm.Şeýlelik bilen, 100-den gowrak şeýle kiçijik aýna we zolakly süzgüçler degişlilikde iki aýnadan we 60 mm2 zolakly süzgüçden kesilip bilner.Şonuň üçin köp sanly dekahromatiki aýna arzan bahadan öndürilip bilner.
Dokuz reňkli spektrometriň başga bir aýratynlygy, ajaýyp spektral aýratynlyklarydyr.Hususan-da, suratlaryň spektral şekillerini, ýagny spektral maglumatlar bilen suratlary bir wagtda almaga mümkinçilik berýär.Her bir surat üçin tolkun uzynlygy 520-den 700 nm we 20 nm durulykda üznüksiz spektr alyndy.Başgaça aýdylanda, her bir surat üçin dokuz reňk intensiwligi, ýagny tolkun uzynlygy 520-den 700 nm aralygynda deň bölünýän dokuz 20 nm zolak kesgitlenýär.Dikroý aýnanyň we zolakly süzgüçiň spektral aýratynlyklaryny üýtgetmek bilen, dokuz zolagyň tolkun uzynlygy diapazony we her zolagyň ini sazlanyp bilner.Dokuz reňk kesgitlemek diňe spektral şekillendiriş bilen (bu hasabatda görkezilişi ýaly) floresan ölçegleri üçin däl, eýsem spektral şekillendiriş arkaly beýleki köp ulanylýan programmalar üçin hem ulanylyp bilner.Gipersektral şekillendiriş ýüzlerçe reňk kesgitläp bilse-de, kesgitlenýän reňkleriň sany ep-esli azalsa-da, köp sanly programma üçin ýeterlik takyklyk bilen köp sanly obýektiň kesgitlenip bilinjekdigi anyklandy38,39,40.Meýdanyň çözgüdi, spektral çözgüdi we wagtlaýyn çözgüdi spektral şekillendirişde söwda täsiri bar, reňkleriň sanyny azaltmak giňişlik çözgüdini we wagtlaýyn çözgüdi gowulaşdyryp biler.Şeýle hem bu işde işlenip düzülen ýaly ýönekeý spektrometrleri ulanyp we hasaplamanyň mukdaryny hasam azaldyp biler.
Bu gözlegde, dokuz reňkiň ýüze çykarylmagy esasynda biri-birine gabat gelýän floresan spektriniň spektral bölünmegi bilen bir wagtda sekiz boýag kesgitlenildi.Dokuz töweregi boýagy bir wagtyň özünde hasaplap bolýar, wagt we giňişlikde bilelikde ýaşaýar.Dokuz reňkli spektrometriň aýratyn artykmaçlygy, onuň ýokary şöhleli akymy we uly deri (1 × 7 mm).Dekan aýna massiwinde dokuz tolkun uzynlygy diapazonynyň hersinde ýagtylygyň iň ýokary 92% -i bar.Tolkun uzynlygy 520-den 700 nm aralygynda hadysanyň ýagtylygyny ulanmagyň netijeliligi 100% töweregi.Tolkun uzynlygynyň şeýle giň diapazonynda hiç hili difraksiýa örtügi ulanmagyň şeýle ýokary netijeliligini üpjün edip bilmez.Difraksiýa örtüginiň difraksiýa netijeliligi belli bir tolkun uzynlygynda 90% -den geçse-de, şol tolkun uzynlygy bilen belli bir tolkun uzynlygynyň arasyndaky tapawut artdygyça, başga bir tolkun uzynlygyndaky difraksiýa netijeliligi peselýär41.2c-nji suratda tekizligiň ugruna perpendikulýar giňligi, dekamer massiwini azajyk üýtgedip, bu işde ulanylýan şekil datçigi ýaly şekil datçiginiň inine 7 mm-den uzaldylyp bilner.
Dokuz reňkli spektrometr, bu işde görkezilişi ýaly diňe kapilýar elektroforez üçin däl, eýsem başga dürli maksatlar üçin hem ulanylyp bilner.Mysal üçin, aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, floresan mikroskopyna dokuz reňkli spektrometr ulanylyp bilner.Nusganyň tekizligi, 10x maksat bilen dokuz reňkli spektrometriň şekil datçiginde görkezilýär.Obýektiw obýektiw bilen şekil datçiginiň arasyndaky optiki aralyk 200 mm, dokuz reňkli spektrometriň hadysanyň üstki we şekil datçiginiň arasyndaky optiki aralyk bary-ýogy 12 mm.Şonuň üçin şekil hadysanyň tekizliginde takmynan (1 × 7 mm) ululykda kesilip, dokuz reňkli şekile bölündi..Agny, nusga tekizliginde 0,1 × 0,7 mm meýdanda dokuz reňkli suratyň spektral şekilini alyp bolýar.Mundan başga-da, 2c-nji suratda gorizontal ugurda nusgany obýektiw skaner arkaly nusga tekizliginde has uly meýdanyň dokuz reňkli spektral şekilini almak bolýar.
Dekakromatiki aýna massiw bölekleri, ýagny M1-M9 we BP, adaty ýagyş usullaryny ulanyp, Asahi Spectra Co., Ltd. tarapyndan ýasaldy.Köp gatly dielektrik materiallary aşakdaky talaplara laýyk gelýän 60 × 60 mm we galyňlygy 0,5 mm bolan on kwars plastinkasyna aýratyn ulanyldy: M1: IA = 45 °, R ≥ 90% 520–590 nm, Tave ≥ 90% 610– 610 nm.700 nm, M2: IA = 45 °, R ≥ 90% 520–530 nm, Taw ≥ 90% 550–600 nm, M3: IA = 45 °, R ≥ 90% 540–550 nm, Taw ≥ 90 % 570–600 nm, M4: IA = 45 °, R ≥ 90% 560–570 nm, Taw ≥ 90% 590–600 nm, M5: IA = 45 °, R ≥ 98% 580–600 nm , 680–700 nm-de R ≥ 98%, M6: IA = 45 °, Taw ≥ 90% 600–610 nm, R ≥ 90% 630–700 nm, M7: IA = 45 °, R ≥ 90% 620–630 nm, Taw ≥ 90% 650–700 nm, M8: IA = 45 °, R ≥ 90% 640–650 nm, Taw ≥ 90% 670–700 nm, M9: IA = 45 °, R 650-670 nm-de 90%, Taw ≥ 90% 690-700 nm, BP: IA = 0 °, T ≤ 0.01% 505 nm, Taw ≥ 95% 530-690 nm 530 nm T ≥ 90% -690 nm we T ≤ 1% 725-750 nm-de, bu ýerde IA, T, Tave we R hadysalaryň, geçişiň, ortaça geçişiň we polýarlaşmadyk ýagtylygyň burçudyr.
LED yşyk çeşmesi (AS 3000, BIR KORPORASI ASA) tarapyndan çykýan tolkun uzynlygy 400–750 nm bolan ak ýagtylyk (C0), köp sanly aýnanyň DP-sinde dikligine öwrüldi.Yşyk-diodly indikatorlaryň ak ýagtylyk spektri S3 goşmaça suratda görkezilýär.Akril tanky (ölçegleri 150 × 150 × 30 mm) gönüden-göni dekamera aýna massiwiniň öňünde, PSU-nyň garşysynda goýuň.Gury buz suwa çümdürilende emele gelen tüsse, akril çüýşe guýulyp, dekakromatiki aýnalaryň toplumyndan emele gelýän dokuz reňkli C1-C9 bölüniş akymlaryny synlamak üçin akril tankyna guýuldy.
Ativea-da bolmasa, ýygnanan ak çyra (C0) DP girmezden ozal süzgüçden geçýär.Süzgüçler ilkibaşda optiki dykyzlygy 0,6 bolan bitarap dykyzlykly süzgüçlerdi.Soňra motorly süzgüç ulanyň (FW212C, FW212C, Thorlabs).Ahyrynda, ND süzgüçini yza öwüriň.Dokuz zolakly süzgüçleriň geçirijilik giňligi degişlilikde C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 we C1 gabat gelýär.Içerki ölçegleri 40 (optiki uzynlyk) x 42.5 (beýiklik) x 10 mm (ini) bolan kwars öýjügi, BP-nyň garşysynda, dekokromatiki aýnalaryň öňünde goýuldy.Soňra tüsse, dekarhomatiki aýna massiwinden emele gelen dokuz reňkli C1-C9 bölünen akymlary göz öňüne getirmek üçin kwars öýjügindäki tüssäniň konsentrasiýasyny saklamak üçin kwars öýjügine iýmitlenýär.
Dokuz reňkli bölünen ýagtylyk akymynyň köp sanly dekaniki aýnalardan çykýan wideosy, iPhone XS-de wagtyň geçmegi bilen düşürildi.Sahnanyň suratlaryny 1 fps-a düşüriň we 30 fps (goşmaça wideo 1) ýa-da 24 fps (goşmaça 2 we 3 wideo üçin) wideo döretmek üçin şekilleri düzüň.
Diffuziýa plastinkasyna 50 µm galyňlykdaky poslamaýan polat plastinkany (diametri dört 50 µm deşik bilen 1 mm aralykda) goýuň.Tolkun uzynlygy 400-750 nm bolan ýagtylyk, galogen lampadan ýagtylygy 700 nm gysga tolkun uzynlygy bilen gysga geçiriji süzgüçden geçip, diffuzor plastinkasyna şöhlelenýär.Lightagtylyk spektri S4 goşmaça suratda görkezilýär.Ativea-da bolmasa, ýagtylyk 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 we 690 nm merkezleşdirilen 10 nm zolakly süzgüçleriň birinden geçýär we diffuzor plastinkasyna degýär.Netijede, diffuzor plastinkasynyň garşysynda poslamaýan polat plastinkada diametri φ50 μm we dürli tolkun uzynlygy bolan dört radiasiýa nokady emele geldi.
Dört linzaly dört kapilýar massiw, 1-nji we 2-nji suratlarda görkezilişi ýaly dokuz reňkli spektrometre oturdyldy. C1 we C2.Dört kapilýar we dört linza öňki barlaglardaky ýalydy31,34.Tolkun uzynlygy 505 nm we kuwwaty 15 mW bolan lazer şöhlesi bir wagtyň özünde we dört kapilýalyň zyňyndy nokatlaryna bir tarapdan we deň derejede şöhlelenýär.Her zyňyndy nokadyndan çykýan floresan degişli linzalar bilen jemlenýär we dekakromatiki aýnalar toplumy bilen dokuz reňk akymyna bölünýär.Netijede 36 akym göni CMOS şekil datçigine (C11440–52U, Hamamatsu Photonics K · K.) Sanjym edildi we suratlary şol bir wagtda ýazga alyndy.
ABI PRISM® BigDye® Primer sikl yzygiderliligi taýyn reaksiýa toplumy (amaly biosistemalar), 4 µl GeneScan ™ 600 LIZ ™ boýagy 1 µl PowerPlex® 6C Matrix Standard (Promega Corporation), 1 µl garyşyk ululygy standartyny garyşdyryp, her kapilýar üçin garyndy.v2.0 (Termo Fisher Scientific) we 14 µl suw.“PowerPlex® 6C Matrix Standard”, tolkun uzynlygy boýunça FL-6C, JOE-6C, TMR-6C, CXR-6C, TOM-6C we WEN alty sany DNK böleklerinden ybarat.Bu DNK bölekleriniň esasy uzynlygy aýan edilmeýär, ýöne WEN, CXR-6C, TMR-6C, JOE-6C, FL-6C we TOM-6C bilen belgilenen DNK bölekleriniň esasy yzygiderliligi belli.ABI PRISM® BigDye® Primer Cycle Sequencing Ready Reaction Kitindäki garyndyda dR6G boýag bilen belgilenen DNK bölegi bar.DNK bölekleriniň esaslarynyň uzynlygy hem aýan edilmeýär.GeneScan ™ 600 LIZ ™ boýag ölçegi standart v2.0 36 LIZ belgili DNK böleklerini öz içine alýar.Bu DNK bölekleriniň esasy uzynlygy 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214, 220, 240, 250, 260, 280, 300, 314, 320, 340, 360, 380, 400, 414, 420, 440, 460, 480, 500, 514, 520, 540, 560, 580 we 600 bazasy.Nusgalar 94 ° C-de 3 minutda denatasiýa edildi, soňra buzda 5 minut sowadyldy.Nusgalar her kapilýara 26 V / sm 9 s aralygynda sanjym edildi we täsirli uzynlygy 36 sm we naprýa 18eniýesi 181 V / sm we POP-7 ™ polimer ergini (Thermo Fisher Scientific) bilen doldurylan her kapilýara bölündi. burçy 60 °.FROM
Bu gözlegiň dowamynda alnan ýa-da seljerilen ähli maglumatlar bu neşir edilen makalada we goşmaça maglumatlarda bar.Bu gözleg bilen baglanyşykly beýleki maglumatlar, degişli awtorlardan göwnejaý isleg boýunça elýeterlidir.
Han, MJ, Han, HS, oususuf, A., Hürşid, K. we Abbas, A. Gipersektral şekillendiriş derňewiniň häzirki tendensiýalary: syn.IEEE 6, 14118–14129 giriň.https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2812999 (2018).
Vaughan, AH Astronomiki interferometrik mata-perot spektroskopiýasy.gurmak.Abraýly Astron.astrofizika.5, 139-167.https://doi.org/10.1146/annurev.aa.05.090167.001035 (1967).
Gýots, AFH, Wein, G., Süleýman, JE we Rok, BN Eartheriň uzakdan duýgur şekilleriniň spektroskopiýasy.Ylym 228, 1147–1153.https://doi.org/10.1126/science.228.4704.1147 (1985).
Okokoýa, N., Grohnfeldt, C. we Çanussot, J. Gipersektral we köppektral maglumatlaryň birleşmegi: soňky neşirleriň deňeşdirme syny.IEEE Scienceser ylymlary.Uzakdan duýmak Journalurnaly.5: 29–56.https://doi.org/10.1109/MGRS.2016.2637824 (2017).
Gowen, AA, O'Donnell, SP, Kullen, PJ, Downi, G. we Frias, JM Gipersektral şekillendiriş hil gözegçiligi we azyk howpsuzlygy üçin täze analitiki guraldyr.Iýmit ylmynyň ugurlary.tehnologiýasy.18, 590-598.https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.06.001 (2007).
ElMasri, G., Mandour, N., Al-Rejaye, S., Belin, E. we Rousseau, D. Tohum fenotipine we hiline gözegçilik etmek üçin köppektral şekillendirişiň soňky ulanylyşy - syn.1090-njy ýylyň 19-njy datçigi (2019).
Liang, H. Arheologiýa we sungaty gorap saklamak üçin köppektral we giperspektral şekillendirişde öňe gidişlikler.Fiziki 106, 309–323 üçin ýüz tutuň.https://doi.org/10.1007/s00339-011-6689-1 (2012).
Edelman GJ, Gaston E., van Liuwen TG, Kullen PJ we Alders MKG Kazyýet yzlarynyň kontakt däl derňewi üçin giperspektral şekillendiriş.Jenaýatçylyk.içerki 223, 28-39.https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2012.09.012 (2012).