基于点扫描的同步辐射红外三维谱学显微研究
发布时间：2021-09-30 18:54
同步辐射红外（SRIR）光具有光谱范围宽、发散角小、亮度高以及信噪比高等优点,结合传统红外谱学技术,采用SRIR谱学显微技术对样品进行红外谱学显微,可以获得样品微米级别的空间光谱信息。利用MiTeGen聚亚酰胺小环作为样品,以上海光源BL01B1线站的SRIR光为光源,通过点扫描采样方式进行同步辐射红外三维谱学显微实验研究。通过获得聚亚酰胺小环在不同角度下的SRIR二维显微光谱信息,选取波数范围为1495～1485 cm-1的显微光谱信息处理,用代数迭代算法对聚亚酰胺小环的化学组分酰胺Ⅱ进行SRIR三维显微重构,获得了完整的三维重构图。实验表明本文方法能够以较高的信噪比重构出样品化学组分的三维红外显微结构。
【文章来源】：光学学报. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SSRF的BL01B1实验装置
图1 SSRF的BL01B1实验装置对MiTeGen小环可见光正视图进行研究,如图4(a)所示。图4(a)显示MiTeGen小环的直径约为93 μm,其上面及下面的环结构非对称,整体结构不是均匀光滑分布的。图4(b)为MiTeGen小环于波数为1490 cm-1时的同步辐射红外显微吸收光谱图,即为酰胺Ⅱ的同步辐射红外显微吸收谱。图4(b)显示酰胺Ⅱ小环的中间部分对红外光吸收强烈,并且吸收强度朝向其两个边缘逐渐减弱,这是由MiTeGen小环内对波数1490 cm-1吸收的酰胺Ⅱ的空间结构为中间部分较厚而在两侧部分较薄引起的。
表1 MiTeGen小环于波数范围1900～1000 cm-1的主要成分Table 1 Main components of MiTeGen loop in wavenumber range of 1900--1000 cm-1 Wavenumber Component Chemical bond 1664--1538 cm-1 Amide I N—H bend 1538--1452 cm-1 Amide Ⅱ Coupling between N—H and C—N 1476--1372 cm-1 Amide C—N stretch 1381--1223 cm-1 Amide Ш Coupling between N—H and C—N对采集到的39张同步辐射红外显微吸收光谱抽取目标光谱对应的原始扫描图像,利用开源CT复原软件Tomopy[35], 在基于Python开发的Spyder软件的界面下,通过代数迭代算法处理,获得一系列有效的MiTeGen小环的断层扫描图像。这些数据包含了波数范围1495～1485 cm-1即酰胺Ⅱ的三维红外显微吸收光谱信息,利用这些断层扫描图像获得了样品中酰胺Ⅱ的三维红外显微重构图,如图5所示。其中,图5(a)～(c)分别是0°侧视图、45°侧视图及135°侧视图下酰胺Ⅱ的同步辐射红外三维显微重构图。图5显示酰胺Ⅱ的同步辐射红外三维显微重构图的上面及下面环结构不是很对称,表明酰胺Ⅱ的三维结构不是一个非常均匀的结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步辐射红外谱学显微光束线站的空间分辨率测试[J]. 朱化春,佟亚军,吉特,彭蔚蔚,张增艳,陈敏,肖体乔. 光学学报. 2015(04)
本文编号：3416454
【文章来源】：光学学报. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SSRF的BL01B1实验装置
图1 SSRF的BL01B1实验装置对MiTeGen小环可见光正视图进行研究,如图4(a)所示。图4(a)显示MiTeGen小环的直径约为93 μm,其上面及下面的环结构非对称,整体结构不是均匀光滑分布的。图4(b)为MiTeGen小环于波数为1490 cm-1时的同步辐射红外显微吸收光谱图,即为酰胺Ⅱ的同步辐射红外显微吸收谱。图4(b)显示酰胺Ⅱ小环的中间部分对红外光吸收强烈,并且吸收强度朝向其两个边缘逐渐减弱,这是由MiTeGen小环内对波数1490 cm-1吸收的酰胺Ⅱ的空间结构为中间部分较厚而在两侧部分较薄引起的。
表1 MiTeGen小环于波数范围1900～1000 cm-1的主要成分Table 1 Main components of MiTeGen loop in wavenumber range of 1900--1000 cm-1 Wavenumber Component Chemical bond 1664--1538 cm-1 Amide I N—H bend 1538--1452 cm-1 Amide Ⅱ Coupling between N—H and C—N 1476--1372 cm-1 Amide C—N stretch 1381--1223 cm-1 Amide Ш Coupling between N—H and C—N对采集到的39张同步辐射红外显微吸收光谱抽取目标光谱对应的原始扫描图像,利用开源CT复原软件Tomopy[35], 在基于Python开发的Spyder软件的界面下,通过代数迭代算法处理,获得一系列有效的MiTeGen小环的断层扫描图像。这些数据包含了波数范围1495～1485 cm-1即酰胺Ⅱ的三维红外显微吸收光谱信息,利用这些断层扫描图像获得了样品中酰胺Ⅱ的三维红外显微重构图,如图5所示。其中,图5(a)～(c)分别是0°侧视图、45°侧视图及135°侧视图下酰胺Ⅱ的同步辐射红外三维显微重构图。图5显示酰胺Ⅱ的同步辐射红外三维显微重构图的上面及下面环结构不是很对称,表明酰胺Ⅱ的三维结构不是一个非常均匀的结构。
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步辐射红外谱学显微光束线站的空间分辨率测试[J]. 朱化春,佟亚军,吉特,彭蔚蔚,张增艳,陈敏,肖体乔. 光学学报. 2015(04)
本文编号：3416454
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