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Spettroscopia infrarossa di trasformata di fourier del Su Chip (FTIR)

La spettroscopia infrarossa di trasformata di fourier (FTIR) è una tecnica infrarossa della spettroscopia, che a differenza di altre tecniche infrarosse della spettroscopia, non è dispersiva. Ciò permette a FTIR di avere buoni rapporti segnali-rumore senza risoluzione perdente.

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La spettroscopia infrarossa di trasformata di fourier (FTIR) è una tecnica infrarossa della spettroscopia che ora sta applicandosi a biologia.Vadym Pasichnyk | Shutterstock

Come la spettroscopia infrarossa di trasformata di fourier (FTIR) è utilizzata nella biologia?

L'uso di FTIR per la ricerca biologica sta espandendosi, poichè permette all'estrazione di informazioni biochimiche senza l'uso dei contrassegni o di perturbazione del campione. Le obbligazioni molecolari che hanno momenti di dipolo elettrico variabili possono essere veduto dalla spettroscopia infrarossa, che può poi essere quantificata. La maggior parte del suo uso nella biologia è messo a fuoco intorno a citologia ed all'istologia.

Perché usi la spettroscopia del su chip?

Un aspetto che potrebbe limitare l'uso potenziale della spettroscopia è la dimensione e la spesa degli spettrometri: gli spettrometri infrarossi sono la dimensione di grandi desktop computer e possono costare fino a $100.000. Inoltre, questi strumenti contengono le parti mobili che sono fragili ed hanno requisiti ottimali rigorosi di allineamento. Gli spettrometri tradizionali di FTIR usano un sistema degli specchi mobili per creare un percorso leggero ottico che può essere girato.

l'integrazione fotonica del Su chip ha la capacità di sormontare gli svantaggi posati dagli spettrometri tradizionali. Questi presentano i vantaggi di potenza e di dimensione sopra gli spettrometri tradizionali e non c'è requisito dell'allineamento ottico. Tuttavia, gli spettrometri del su chip non sono senza svantaggi: hanno un rapporto segnale-rumore più difficile dato che l'input leggero deve essere canali multipli diffusi.

gli spettrometri del Su chip FTIR non usano lo stessi “sistema degli specchi mobili„ degli spettrometri tradizionali di FTIR, poichè questo sistema non è adatto ad integrazione fotonica planare, che è richiesta per il su chip FTIR. Di conseguenza, un sistema differente è necessario ed i sistemi facendo uso di modulazione termos-ottica o elettroottica sono stati adottati per il su chip FTIR.

Un esempio di uno spettrometro di infrarosso di trasformata di fourier del su chip

Souza e co. ha creato un silicio a FTIR basato a fotoniche, che suggeriscono possono portare la risoluzione veduta in spettrometri tradizionali di FTIR ad uno strumento chip chip. L'unità si compone di un interferometro del mach-Zehnder con i microheaters del metallo che sono compatibili con la fotonica del silicio.

L'indicatore luminoso esterno è accoppiato dentro e fuori del chip mediante l'uso delle conicità inverse, che poi adiabatico transitioned al modo quasi-TE della guida d'onda. L'indicatore luminoso poi è spaccato attraverso l'interferometro e poi è ricombinato come l'indicatore luminoso dell'output. L'indicatore luminoso dell'output poi è diretto a partire dal chip verso il rivelatore.

Sono ci le variazioni nella progettazione del su chip FTIR?

Kita et al. ha creato un derivato digitale del su chip FTIR, che hanno chiamato “FTIR digitale„. Ciò consiste di un interferometro del mach-Zehnder, come l'esempio di cui sopra del su chip FTIR. Qui, Kita e co. utilizzi le opzioni ottiche che dirigono le guide d'onda uniche di attaccare. Ciò dà al FTIR digitale i vantaggi distinti: in primo luogo, la risoluzione ed il conteggio spettrale del canale possono essere sottoposti a operazioni di disgaggio esponenzialmente accanto al numero delle opzioni ottiche.

Secondariamente, il percorso della guida d'onda può direttamente essere modificato e questo offre una più grande lunghezza della traccia per unità della guida d'onda confrontata a modifica di indice analitico termo-ottica o elettroottica.

In terzo luogo, questa unità può essere utilizzata per eseguire una serie di campioni, così ha la capacità di trasformarsi in in un'analisi multipla che ha bisogno soltanto di un rivelatore fotoelettrico dell'unico elemento rispetto ad una schiera lineare del rivelatore. Ciò, a sua volta, piombo ad un più alto rapporto segnale-rumore confrontato agli spettrometri infrarossi dispersivi ed egualmente ha diminuito la complessità ed il costo del sistema.

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Last Updated: May 24, 2019

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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