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紅外納米光譜?技術(shù)能夠解決的測(cè)試問題-華普通用

2017C Y Wu等人在Nature上發(fā)文,他們使用基于同步輻射紅外納米光譜(Synchrotron-radiation-based infrared nanospectroscopy,SINS),成功研究了結(jié)合在催化劑顆粒上的N-雜環(huán)卡賓分子的化學(xué)轉(zhuǎn)化,空間分辨率達(dá)25nm。研究人員由此可以分辨具有不同活性的顆粒區(qū)域,結(jié)果表明,與顆粒頂部的平坦區(qū)域相比,紅外納米光譜包含低配位數(shù)金屬原子的顆粒邊緣的催化活性更高,能更有效催化結(jié)合在催化劑顆粒上的N-雜環(huán)卡賓分子中化學(xué)活性基團(tuán)的氧化和還原(見圖)。

  納米級(jí)紅外光譜在很大程度上可以解決橫向空間分辨率的測(cè)試問題,但物質(zhì)尤其是生物組織對(duì)于紫外、近紅外和中紅外波段的光波均是強(qiáng)散射媒質(zhì),光波在其中傳播的平均自由程僅約為1mm,紅外納米光譜超出這個(gè)極限以后,光散射將干擾光波的傳播路徑,致使其無法有效聚焦。由于這一限制,光學(xué)成像方法通常只能應(yīng)用于淺層成像,當(dāng)成像深度超過1mm以后,光學(xué)成像的空間分辨率會(huì)嚴(yán)重下降,大約僅為成像深度的1/3。因此,傳統(tǒng)的光學(xué)成像方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)深層組織非浸入原位成像。聲學(xué)檢測(cè)方法可以有效地獲取深層組織的高空間分辨率圖像,因?yàn)樵谙嗤膫鞑ゾ嚯x下,紅外納米光譜聲波的散射強(qiáng)度要比光波小兩到三個(gè)數(shù)量級(jí),故相比于光波,聲波可以在生物組織,尤其是軟組織中低散射地較長(zhǎng)距離傳播。因此,可采用光聲成像技術(shù)解決這一問題。


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