.Molecular “Fingerprinting” Now 100 Times Faster With Raman Spectroscopy

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.Molecular “Fingerprinting” Now 100 Times Faster With Raman Spectroscopy

라만 분광법으로 분자 "지문"이 100배 더 빨라졌습니다

Spectroscopy Imaging Art Concept

도쿄 대학 과학부 에서2024년 10월 26일, 분광 이미징 아트 컨셉 라만 분광법의 속도는 도쿄 대학 연구자들에 의해 백배나 빨라져 분자 구조 분석의 효과성에 혁명을 일으켰습니다. 출처: SciTechDaily.com

도쿄 대학의 연구자들은 라만 분광법의 측정 속도를 100배 증가시켜 생물의학 진단 및 재료 분석 분야에서의 응용을 발전시켰습니다. 이러한 혁신은 코히어런트 라만 분광법, 특별히 설계된 초단 펄스 레이저, 타임 스트레치 기술을 결합하여 가능해졌으며, 처리량이 높고 표지가 없는 화학 이미징에 대한 새로운 가능성을 제공합니다. 라만 분광법 속도의 혁신 과학자들은 분자를 식별하는 데 널리 사용되는 기술인 라만 분광법의 측정 속도를 100배나 성공적으로 높였습니다.

도쿄 대학 광과학기술연구소의 연구원 타쿠마 나카무라, 카즈키 하시모토, 타쿠로 이데구치가 이 획기적인 성과를 달성했습니다. 라만 분광법은 일반적으로 분자의 "진동 지문"을 측정하는 데 사용되며, 이는 분자를 식별하는 데 도움이 됩니다. 이 중요한 개선은 기술 속도의 오랜 한계를 해결하여 생물의학 진단 및 재료 분석과 같은 빠른 분자 및 세포 식별에 의존하는 분야에서 발전의 문을 열었습니다. 이 연구는 10월 22일 Ultrafast Science 저널에 게재되었습니다 .

가장 빠른 라만 분광기

가장 빠른 라만 분광기 특별히 설계되고 제작된 라만 분광기의 이미지로, 다른 시스템보다 100배 더 뛰어납니다. 출처: Nakamura et al 2024

과학에서의 응용 프로그램 확장 라만 분광법은 다양한 유형의 분자와 세포를 식별함으로써 기초 과학과 응용 과학 모두에서 중요한 역할을 합니다. 레이저 빔이 분자와 상호 작용하면 분자 결합에서 진동과 회전이 발생하여 빛의 주파수가 이동합니다. 산란 스펙트럼이라고 알려진 이 변화는 각 분자의 고유한 "진동 지문"을 형성합니다. 연구의 수석 연구원인 이데구치는 "측정은 과학의 기초입니다."라고 말하며, "따라서 우리는 측정 시스템에서 최고의 성능을 달성하기 위해 노력합니다.

특히, 우리는 광학 측정의 경계를 넓히는 데 전념하고 있습니다."라고 덧붙였습니다. 광학 측정 향상 라만 분광법은 널리 사용되는 측정 기술이므로 이를 개선하려는 시도가 많이 있었습니다. 주요 제한 요소 중 하나는 측정 속도인데, 일부 화학 및 물리적 반응의 변화 속도를 "따라잡을" 수 없습니다. 팀은 처음부터 시스템을 구축하여 측정 속도를 개선하기로 했습니다. 이데구치는 "저는 이 아이디어를 10년 이상 고민했지만 프로젝트를 시작할 수 없었습니다."라고 말합니다. "마침내 진전을 가능하게 한 것은 몇 년 전에 개발한 새로운 최적의 레이저 시스템이었습니다."

기술 혁신과 미래 비전 연구자들은 광학 및 광자학 분야의 전문 지식을 활용하여 세 가지 성분을 결합했습니다. 즉, 기존의 자발적 라만 분광법보다 더 강한 신호를 생성하는 라만 분광법의 한 버전인 코히어런트 라만 분광법, 특별히 설계된 초단 펄스 레이저, 광섬유를 사용한 시간 스트레칭 기술입니다. 그 결과, 50MSpectra/s(초당 메가 스펙트럼) 측정 속도를 달성했는데, 이는 지금까지 가장 빠른 측정 속도인 50kSpectra/s(초당 킬로 스펙트럼)에 비해 100배 증가한 것입니다. 이데구치는 이러한 개선의 광범위한 잠재력을 설명합니다.

"저희는 분광기를 현미경에 적용하여 라만 산란 스펙트럼으로 2D 또는 3D 이미지를 캡처할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 또한 이 기술을 마이크로유체역학과 결합하여 흐름 세포 분석에 사용할 수 있을 것으로 예상합니다. 이러한 시스템은 세포 또는 조직에서 생체 분자의 고처리량, 라벨 없는 화학 이미징 및 분광을 가능하게 할 것입니다."

참고문헌: “초당 50,000,000개의 스펙트럼을 가진 광대역 코히어런트 라만 산란 분광법”, 타쿠마 나카무라, 카즈키 하시모토, 타쿠로 이데구치, 2024년 10월 22일, Ultrafast Science . DOI: 10.34133/ultrafastscience.0076

https://scitechdaily.com/molecular-fingerprinting-now-100-times-faster-with-raman-spectroscopy/

메모 2410270221

라만 분광법으로 분자 "지문"이 100배 더 빨라졌다. 1000억배 이론적으로 빠르게 쉽게 할 수는 없을까? 샘플 보기1. sms.vix.ain 정의역()에 의하면 omsful.value(abcd)은 어떻게 중첩을 해놓아도 그 값은 정육면체 abcd(value)를 가능케 한다.

보기1.
abcd
dcba
badc
cdab

소스1.편집
과학자들은 분자를 식별하는 데 널리 사용되는 기술인 라만 분광법의 측정 속도를 100배나 성공적으로 높였다. 라만 분광법은 일반적으로 분자의 "진동 지문"을 측정하는 데 사용되며, 이는 분자를 식별하는 데 도움이 된다.

이 중요한 개선은 기술 속도의 오랜 한계를 해결하여 생물의학 진단 및 재료 분석과 같은 빠른 분자 및 세포 식별에 의존하는 분야에서 발전의 문을 열었다.

과학에서의 응용 프로그램 확장
라만 분광법은 다양한 유형의 분자와 세포를 식별함으로써 기초 과학과 응용 과학 모두에서 중요한 역할을 한다. 레이저 빔이 분자와 상호 작용하면 분자 결합에서 진동과 회전이 발생하여 빛의 주파수가 이동한다. 산란 스펙트럼이라고 알려진 이 변화는 각 분자의 고유한 "진동 지문"을 형성한다.

이러한 측정은 과학의 기초이다. 따라서 우리는 측정 시스템에서 최고의 성능을 달성하면 광학 측정의 경계가 넓어진다.

라만 분광법은 널리 사용되는 측정 기술이므로 이를 개선하려면 주요 제한 요소 중 하나는 측정 속도인데, 일부 화학 및 물리적 반응의 변화 속도를 따라잡을 수 없다.
마침내 진전을 가능하게 한 것은 몇 년 전에 개발한 새로운 최적의 레이저 시스템을 찾았다.

연구자들은 광학 및 광자학 분야의 전문 지식을 활용하여 세 가지 성분을 결합했다. 즉, 기존의 자발적 라만 분광법보다 더 강한 신호를 생성하는 라만 분광법의 한 버전인 코히어런트 라만 분광법, 특별히 설계된 초단 펄스 레이저, 광섬유를 사용한 시간 스트레칭 기술이다. 그 결과, 50MSpectra/s(초당 메가 스펙트럼) 측정 속도를 달성했는데, 이는 지금까지 가장 빠른 측정 속도인 50kSpectra/s(초당 킬로 스펙트럼)에 비해 100배 증가한 것이다. 이러한 개선의 광범위한 잠재력이 생겨났다.

분광기를 현미경에 적용하여 라만 산란 스펙트럼으로 2D 또는 3D 이미지를 캡처할 수 있도록 하는 것을 목표이다. 또한 이 기술을 마이크로유체역학과 결합하여 흐름 세포 분석에 사용할 수 있을 것으로 예상한다. 이러한 시스템은 세포 또는 조직에서 생체 분자의 고처리량, 라벨 없는 화학 이미징 및 분광을 가능하게 할 것이다.

1.
보기1.이 광원이 라만분광법이 된다면 side.value는 분자화학 및 물리적 반응의 변화 속도를 따라잡을 수 있다. 곡면거을을 이용한 각의 전반사 tr(total reflection)과 초점화 tf( focalizatio)를 한조로, 보기1.업버전1000억 빛살, 스펙트럼을 중심에서 반지름을 가진 외부 구체 거울안에 타켓 분자들을 놓으면 tr.tf의 산란 스펙트럼으로 2D 또는 3D 이미지를 가장 빠른 순간 속도로 캡처되어, 장시간 분자나 원자 아원자들의 변화하는 동태를 동공에 맺힌 모습처럼 아원자 애들 조차도 직접 신의 눈으로 살펴 볼 수 있다. 어허.

물론 말이 안되는 소린데...눈먼돈 100억, 땅파서 얻은 돈 8억으로 눈뜬 다림이가 기적은 아니잖여. 글쎄다! 그런 묘한 해법이 기적은 거저 얻은 걸거여. 누군가 한명은 매주마다 로또 맞은게 과연 기적일까? 우주에는 기적이 일어나는 경우수가 sms.vixain만큼 많을거여.허허.

No photo description available.

Note 2410270221

Raman spectroscopy makes molecular "fingerprinting" 100x faster. Couldn't it be theoretically 100 billion times faster and easier? Sample View 1. According to the domain of sms.vix.ain, omsful.value(abcd) can be overlaid with any number of cubic abcd(value).

Example 1.
abcd
dcba
badc
cdab

Source 1. Edit
Scientists have successfully increased the measurement speed of Raman spectroscopy, a widely used technique for identifying molecules, by a factor of 100. Raman spectroscopy is commonly used to measure the "vibrational fingerprint" of a molecule, which helps identify the molecule.

This significant improvement addresses a long-standing limitation in the speed of the technique, opening the door to advances in fields that rely on rapid molecular and cell identification, such as biomedical diagnostics and materials analysis.

Expanding Applications in Science
Raman spectroscopy plays a vital role in both basic and applied science by identifying many different types of molecules and cells. When a laser beam interacts with a molecule, vibrations and rotations occur in the molecular bonds, causing the frequency of the light to shift. This change, known as the scattering spectrum, forms a unique “vibrational fingerprint” for each molecule.

These measurements are fundamental to science. As such, achieving the best performance in a measurement system pushes the boundaries of optical measurements.

Since Raman spectroscopy is a widely used measurement technique, one of the main limitations in improving it is the speed of measurement, which cannot keep up with the rate of change of some chemical and physical reactions.

What finally made progress possible was the discovery of a new optimal laser system developed several years ago.

The researchers combined three components, leveraging their expertise in optics and photonics: coherent Raman spectroscopy, a version of Raman spectroscopy that produces a stronger signal than conventional spontaneous Raman spectroscopy; a specially designed ultrashort-pulse laser; and a time-stretching technique using optical fiber. As a result, we achieved a measurement speed of 50MSpectra/s (megaspectrum per second), which is a 100-fold increase over the previous fastest measurement speed of 50kSpectra/s (kilospectrum per second). This improvement has wide potential.

The goal is to apply the spectrometer to a microscope to capture 2D or 3D images with Raman scattering spectra. We also anticipate that this technology can be combined with microfluidics for flow cytometry. Such a system would enable high-throughput, label-free chemical imaging and spectroscopy of biomolecules in cells or tissues.

1.
View 1. If this light source becomes Raman spectroscopy, side.value can keep up with the rate of change in molecular chemistry and physical reactions. Total reflection tr (total reflection) and focalization tf (focalizatio) using a curved mirror are combined, and View 1. Up version 100 billion light rays, spectrum If you place target molecules inside an external spherical mirror with a radius from the center, the scattering spectrum of tr.tf will capture 2D or 3D images at the fastest instantaneous speed, so that you can directly observe the changing dynamics of molecules, atoms, and subatomic particles for a long time as if they were formed in the pupil, even with the eyes of God. Oh my.

Of course, it's nonsense... It's not a miracle that Darim opened his eyes with 10 billion won in blind money and 800 million won earned by digging the ground. Well! Such a strange solution is a miracle. Is it really a miracle that someone wins the lottery every week? There must be as many cases of miracles in the universe as sms.vixain. Hehe.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca