stainless steel 321 8 * 1,2 tube coiled pikeun exchanger panas

Pipa kapiler

Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Anjeun nganggo versi browser kalayan dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Sajaba ti éta, pikeun mastikeun rojongan lumangsung, urang némbongkeun situs tanpa gaya na JavaScript.
Nampilkeun carousel tilu slide sakaligus.Pake tombol Saméméhna jeung Salajengna pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu, atawa make tombol geseran di ahir pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu.
Hiji ultra-kompak (54 × 58 × 8,5 mm) jeung lega-aperture (1 × 7 mm) salapan-warna spéktrométer dimekarkeun, "dibagi dua" ku susunan sapuluh kaca spion dichroic, nu dipaké pikeun Imaging spéktral sakedapan.Fluks cahaya kajadian kalawan bagian melintang leuwih leutik batan ukuran aperture dibagi kana strip kontinyu lega 20 nm jeung salapan fluxes warna kalayan panjang gelombang sentral 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 jeung 690 nm.Gambar salapan aliran warna sakaligus éfisién diukur ku sénsor gambar.Teu kawas arrays eunteung dichroic konvensional, Asép Sunandar Sunarya dichroic dimekarkeun ngabogaan konfigurasi dua-sapotong unik, nu teu ngan nambahan jumlah kelir nu bisa diukur sakaligus, tapi ogé ngaronjatkeun resolusi gambar pikeun tiap aliran warna.Spektrométer salapan warna anu dikembangkeun dianggo pikeun éléktroforésis opat kapilér.Analisis kuantitatif sakaligus dalapan dyes migrasi sakaligus dina unggal kapilér ngagunakeun salapan-warna laser-ngainduksi fluoresensi.Kusabab spéktrométer salapan warna henteu ngan ukur ultra-leutik sareng murah, tapi ogé ngagaduhan fluks bercahaya anu luhur sareng résolusi spéktral anu cekap pikeun kalolobaan aplikasi pencitraan spéktral, éta tiasa dianggo dina sagala rupa widang.
Imaging hyperspectral jeung multispectral geus jadi bagian penting astronomi2, remote sensing pikeun observasi Bumi3,4, dahareun jeung kontrol kualitas cai5,6, konservasi seni jeung arkeologi7, forensics8, bedah9, analisis biomédis jeung diagnostics10,11 jsb Widang 1 Téknologi indispensable ,12,13.Métode pikeun ngukur spéktrum cahaya anu dipancarkeun ku unggal titik émisi dina widang pandang dibagi jadi (1) scanning titik ("sapu")14,15, (2) scanning linier ("panicle")16,17,18 , (3) panjang nyeken gelombang19,20,21 jeung (4) gambar22,23,24,25.Dina kasus sadaya métode ieu, resolusi spasial, resolusi spéktral jeung resolusi temporal boga hubungan trade-off9,10,12,26.Sajaba ti éta, kaluaran cahaya boga dampak signifikan dina sensitipitas, nyaéta rasio signal-to-noise dina pencitraan spéktral26.Fluks luminous, nyaéta, efisiensi ngagunakeun cahaya, langsung sabanding jeung babandingan jumlah diukur sabenerna cahaya unggal titik luminous per unit waktu jeung jumlah total cahaya tina rentang panjang gelombang diukur.Kategori (4) nyaéta métode anu luyu lamun inténsitas atawa spéktrum cahaya anu dipancarkeun ku unggal titik émisi robah dumasar kana waktu atawa nalika posisi unggal titik émisi robah ku waktu sabab spéktrum cahaya anu dipancarkeun ku sakabéh titik émisi diukur sakaligus.24.
Kalolobaan métode di luhur digabungkeun jeung spéktrométer badag, kompléks jeung / atawa mahal ngagunakeun 18 gratings atawa 14, 16, 22, 23 prisma pikeun kelas (1), (2) jeung (4) atawa 20, 21 filter disk, saringan cair. .saringan tunable kristalin (LCTF)25 atanapi saringan tunable acousto-optik (AOTF) 19 tina kategori (3).Kontras, kategori (4) spéktrométer multi-eunteung leutik tur murah alatan konfigurasi basajan maranéhanana27,28,29,30.Sajaba ti éta, maranéhna boga fluks luminous tinggi sabab lampu dibagikeun ku unggal eunteung dichroic (nyaéta, nu dikirimkeun na reflected lampu kajadian dina unggal eunteung dichroic) pinuh sarta terus dipaké.Tapi, jumlah pita panjang gelombang (nyaéta warna) anu kedah diukur sakaligus dugi ka opat.
Imaging spéktral dumasar kana deteksi fluoresensi ilahar dipaké pikeun analisis multiplex dina deteksi biomedis jeung diagnostics 10, 13.Dina multiplexing, sabab sababaraha analit (misalna, DNA atawa protéin husus) dilabélan ku pewarna fluoresensi béda, unggal analit hadir dina unggal titik émisi dina widang view diukur maké analisis multikomponén.32 ngarecah spéktrum fluoresensi nu dideteksi dipancarkeun ku unggal titik émisi.Salila prosés ieu, dyes béda, unggal emitting a fluoresensi béda, bisa colocalize, nyaeta, hirup babarengan dina spasi jeung waktu.Ayeuna, jumlah maksimum pewarna anu tiasa digumbirakeun ku sinar laser tunggal nyaéta dalapan33.wates luhur ieu teu ditangtukeun ku resolusi spéktral (ie, jumlah kelir), tapi ku rubak spéktrum fluoresensi (≥50 nm) jeung jumlah pewarna Stokes shift (≤200 nm) dina FRET (ngagunakeun FRET)10 .Tapi, jumlah kelir kudu leuwih gede atawa sarua jeung jumlah dyes pikeun ngaleungitkeun tumpang tindihna spéktral tina campuran dyes31,32.Ku alatan éta, perlu pikeun ngaronjatkeun jumlah kelir diukur sakaligus ka dalapan atawa leuwih.
Anyar-anyar ieu, spéktrométer heptachroic ultra-kompak (ngagunakeun susunan kaca spion heptychroic sareng sensor gambar pikeun ngukur opat fluoresensi fluoresensi) parantos dikembangkeun.Spéktrométer nyaéta dua nepi ka tilu orde gedéna leuwih leutik batan spéktrométer konvensional maké gratings atawa prisma34,35.Tapi, hese nempatkeun leuwih ti tujuh kaca spion dichroic dina spéktrométer sarta sakaligus ngukur leuwih ti tujuh kelir36,37.Kalayan paningkatan jumlah kaca spion dichroic, bédana maksimum dina panjang jalur optik fluks cahaya dichroic ningkat, sareng janten sesah pikeun nampilkeun sadaya fluks cahaya dina hiji pesawat indrawi.Panjang jalur optik pangpanjangna fluks cahaya ogé nambahan, jadi lebar aperture spéktrométer (ie lebar maksimum cahaya dianalisis ku spéktrométer) ngurangan.
Salaku respon kana masalah di luhur, hiji ultra-kompak salapan-warna spéktrométer ku dua-lapisan "dichroic" decachromatic Asép Sunandar Sunarya jeung hiji sensor gambar pikeun Imaging spéktral sakedapan [kategori (4)].Dibandingkeun spéktrométer saméméhna, spéktrométer dimekarkeun boga bédana leutik dina panjang jalur optik maksimum sarta panjang jalur optik maksimum leutik.Eta geus dilarapkeun ka éléktroforésis opat-kapilér pikeun ngadeteksi laser-ngainduksi fluoresensi salapan-warna jeung keur ngitung migrasi simultaneous dalapan dyes dina unggal kapilér.Kusabab spéktrométer anu dikembangkeun henteu ngan ukur ultra-leutik sareng murah, tapi ogé ngagaduhan fluks bercahaya anu luhur sareng résolusi spéktral anu cekap pikeun kalolobaan aplikasi pencitraan spéktral, éta tiasa dianggo sacara lega dina sagala rupa widang.
Spéktrométer salapan warna tradisional dipidangkeun dina Gbr.1a.Desain na kieu ti spéktrométer tujuh-warna ultra-leutik saméméhna 31. Ieu diwangun ku salapan kaca spion dichroic disusun horizontal dina sudut 45 ° ka katuhu, jeung sensor gambar (S) lokasina di luhur salapan kaca spion dichroic.Cahaya asup ti handap (C0) dibagi ku susunan salapan kaca spion dichroic jadi salapan aliran cahaya naek (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 jeung C9).Kabéh salapan aliran warna anu fed langsung ka sensor gambar tur dideteksi sakaligus.Dina ulikan ieu, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, jeung C9 dina urutan panjang gelombang sarta digambarkeun ku magénta, Violet, bulao, cyan, héjo, konéng, oranyeu, beureum-oranyeu, jeung beureum, masing-masing.Sanajan designations warna ieu dipaké dina dokumen ieu, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3, sabab béda ti kelir sabenerna katempo ku panon manusa.
Diagram skéma tina spéktrométer salapan warna konvensional sareng énggal.(a) spéktrométer salapan warna konvensional kalawan susunan salapan kaca spion dichroic.(b) spéktrométer salapan-warna anyar kalawan susunan eunteung dichroic dua lapis.Fluks cahaya kajadian C0 dibagi kana salapan fluks cahaya berwarna C1-C9 sareng dideteksi ku sensor gambar S.
Spéktrométer salapan warna anyar anu dikembangkeun gaduh dua lapis eunteung dichroic grating sareng sensor gambar, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr. 1b.Dina tingkat handap, lima kaca spion dichroic dimiringkeun 45° ka katuhu, dijajarkeun ka katuhu ti tengah susunan decamer.Di tingkat luhur, lima kaca spion dichroic tambahan didengdekkeun 45 ° ka kénca jeung lokasina ti puseur ka kénca.Eunteung dichroic pang kénca ti lapisan handap jeung eunteung dichroic pang katuhu tina lapisan luhur tumpang tindih.Fluks cahaya kajadian (C0) dibagi ti handap kana opat fluks kromatik kaluar (C1-C4) ku lima kaca spion dichroic di katuhu jeung lima flux kromatik kaluar (C5-C4) ku lima kaca spion dichroic dina C9 kénca).Sapertos spéktrométer salapan warna konvensional, sadaya salapan aliran warna langsung disuntikkeun kana sénsor gambar (S) sareng dideteksi sakaligus.Ngabandingkeun Gambar 1a jeung 1b, urang bisa nempo yén dina kasus spéktrométer salapan-warna anyar, duanana béda maksimum sarta panjang jalur optik pangpanjangna tina salapan fluxes warna anu satengahna.
Konstruksi wincik hiji ultra-leutik dua lapis Asép Sunandar Sunarya dichroic 29 mm (lebar) × 31 mm (jero) × 6 mm (jangkungna) ditémbongkeun dina Gambar 2. The decimal dichroic Asép Sunandar Sunarya eunteung diwangun ku lima kaca spion dichroic on katuhu. (M1-M5) jeung lima kaca spion dichroic on kénca (M6-M9 sarta M5 sejen), unggal eunteung dichroic dibereskeun dina bracket aluminium luhur.Kabéh kaca spion dichroic anu staggered pikeun ngimbangan kapindahan paralel alatan réfraksi aliran ngaliwatan kaca spion.Handapeun M1, hiji band-pass filter (BP) dibereskeun.M1 jeung BP dimensi 10mm (sisi panjang) x 1.9mm (sisi pondok) x 0.5mm (ketebalan).Diménsi spion dichroic sésana nyaéta 15 mm × 1,9 mm × 0,5 mm.The pitch matrix antara M1 jeung M2 nyaeta 1,7 mm, sedengkeun pitch matrix kaca spion dichroic séjén nyaéta 1,6 mm.Dina Gbr.2c ngagabungkeun fluks cahaya kajadian C0 jeung salapan fluks lampu berwarna C1-C9, dipisahkeun ku matriks de-chamber kaca spion.
Pangwangunan matriks eunteung dichroic dua lapis.(a) Pamandangan sudut pandang jeung (b) pintonan cross-sectional tina Asép Sunandar Sunarya dichroic dua lapis (diménsi 29 mm x 31 mm x 6 mm).Ieu diwangun ku lima kaca spion dichroic (M1-M5) lokasina di lapisan handap, lima kaca spion dichroic (M6-M9 sarta M5 sejen) lokasina di lapisan luhur, sarta filter bandpass (BP) ayana di handap M1.(c) Pandangan cross-sectional dina arah vertikal, kalawan C0 na C1-C9 tumpang tindihna.
Lebar aperture dina arah horizontal, dituduhkeun ku lebar C0 dina Gbr. 2, c, nyaeta 1 mm, sarta dina arah jejeg pesawat of Gbr. 2, c, dirumuskeun ku desain bracket aluminium, – 7 mm.Nyaéta, spéktrométer salapan warna anu énggal gaduh ukuran aperture ageung 1 mm × 7 mm.Jalur optik C4 mangrupikeun pangpanjangna diantara C1-C9, sareng jalur optik C4 di jero spion dichroic, kusabab ukuran ultra-leutik di luhur (29 mm × 31 mm × 6 mm), nyaéta 12 mm.Dina waktos anu sami, panjang jalur optik C5 mangrupikeun anu paling pondok diantara C1-C9, sareng panjang jalur optik C5 nyaéta 5.7mm.Ku alatan éta, bédana maksimum dina panjang jalur optik nyaéta 6,3 mm.Panjang jalur optik di luhur dilereskeun pikeun panjang jalur optik pikeun transmisi optik M1-M9 sareng BP (tina quartz).
Sipat spéktral М1−М9 sareng VR diitung supados fluks С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8 sareng С9 aya dina rentang panjang gelombang 520–540, 540–560, 560–5080, 560–5080 –600 , 600–620, 620–640, 640–660, 660–680, jeung 680–700 nm, masing-masing.
Poto tina matriks anu dijieun tina kaca spion dékachromatic dipidangkeun dina Gbr. 3a.M1-M9 na BP anu glued ka 45 ° lamping sarta pesawat horizontal tina rojongan aluminium, tuturutan, bari M1 na BP disumputkeun dina tonggong inohong.
Produksi hiji Asép Sunandar Sunarya kaca spion decan jeung démo na.(a) Susunan kaca spion dékachromatic anu didamel.(b) Gambar pamisah 1 mm × 7 mm salapan warna diproyeksikan kana lambar kertas anu disimpen di payuneun kaca spion dékachromatic sareng lampu latar kalayan lampu bodas.(c) Asép Sunandar Sunarya decochromatic kacaangan ku cahaya bodas ti tukang.(d) Salapan-warna bengkahna stream emanating ti Asép Sunandar Sunarya decane eunteung, observasi ku cara nempatkeun hiji teromol acrylic-kaeusi haseup di hareup Asép Sunandar Sunarya decane eunteung di c jeung darkening kamar.
Spéktrum transmisi diukur M1-M9 C0 dina sudut incidence of 45 ° jeung spéktrum transmisi diukur BP C0 dina sudut incidence 0 ° ditémbongkeun dina Gbr.4a.Spéktra transmisi C1-C9 relatif ka C0 ditémbongkeun dina Gbr.4b.spéktra ieu diitung tina spéktra dina Gbr.4a luyu jeung jalur optik C1-C9 dina Gambar 4a.1b jeung 2c.Contona, 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)], dimana TS(X) jeung [ 1 − TS(X)] nyaéta spéktrum transmisi sareng pantulan X, masing-masing.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 4b, rubakpita (bandwidth ≥50%) tina C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 jeung C9 nyaéta 521-540, 541-562, 563-580, 581-602, 603 -623, 624-641, 642-657, 659-680 jeung 682-699 nm.Hasil ieu konsisten sareng rentang anu dikembangkeun.Salaku tambahan, efisiensi pamanfaatan cahaya C0 luhur, nyaéta, rata-rata pancaran cahaya C1-C9 maksimum nyaéta 92%.
Spéktra transmisi tina eunteung dichroic sarta pamisah salapan-warna fluks.(a) Diukur spéktrum transmisi M1-M9 dina 45 ° incidence jeung BP di 0 ° incidence.(b) spéktra transmisi C1-C9 relatif ka C0 diitung tina (a).
Dina Gbr.3c, susunan kaca spion dichroic lokasina vertikal, ku kituna sisi katuhu na dina Gbr. 3a nyaeta sisi luhur jeung beam bodas tina collimated LED (C0) backlit.Asép Sunandar Sunarya decachromatic kaca spion ditémbongkeun dina Gambar 3a dipasang dina 54 mm (jangkungna) × 58 mm (jero) × 8,5 mm (ketebalan) adaptor.Dina Gbr.3d, sajaba kaayaan ditémbongkeun dina Gbr.3c, tank akrilik anu pinuh ku haseup ditempatkeun di payuneun kaca spion decochromatic, sareng lampu kamar dipareuman.Hasilna, salapan aliran dichroic katempo dina tank, emanating ti Asép Sunandar Sunarya ti kaca spion decachromatic.Unggal stream pamisah boga bagian cross rectangular kalawan diménsi 1 × 7 mm, nu pakait jeung ukuran aperture spéktrométer salapan-warna anyar.Dina Gambar 3b, lambar kertas disimpen di hareup Asép Sunandar Sunarya dichroic eunteung dina Gambar 3c, sarta 1 x 7 mm gambar salapan aliran dichroic projected onto kertas ditempo ti arah gerakan kertas.aliran.Aliran pamisahan salapan warna dina Gbr.3b jeung d nyaéta C4, C3, C2, C1, C5, C6, C7, C8 jeung C9 ti luhur ka handap, nu ogé bisa ditempo dina inohong 1 jeung 2. 1b jeung 2c.Éta dititénan dina warna anu cocog sareng panjang gelombangna.Alatan inténsitas lampu bodas low tina LED (tingali Gbr tambahan. S3) jeung sensitipitas tina kaméra warna dipaké pikeun néwak C9 (682-699 nm) dina Gbr. Aliran bengkahna séjén lemah.Nya kitu, C9 samar katingali ku mata taranjang.Samentara éta, C2 (aliran kadua ti luhur) Sigana héjo dina Gambar 3, tapi Sigana leuwih konéng mun mata taranjang.
Transisi ti Gambar 3c ka d dipidangkeun dina Video Suplemén 1. Langsung saatos lampu bodas ti LED ngaliwatan Asép Sunandar Sunarya decachromatic eunteung, éta splits sakaligus kana salapan aliran warna.Tungtungna, haseup dina tong saeutik-saeutik dissipated ti luhur ka handap, ku kituna salapan bubuk warna ogé ngiles ti luhur ka handap.Sabalikna, dina Video Suplemén 2, nalika panjang gelombang kajadian fluks cahaya dina susunan kaca spion dékachromatic dirobah tina panjang ka pondok dina urutan 690, 671, 650, 632, 610, 589, 568, 550 sareng 532 nm. ., Ngan saluyu pamisah aliran tina salapan pamisah aliran dina urutan C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2, sarta C1 dipintonkeun.Waduk acrylic diganti ku kolam renang quartz, sarta flakes unggal aliran shunted bisa ditempo jelas ti sloping arah luhur.Sajaba ti éta, sub-video 3 diédit sahingga bagian robah panjang gelombang tina sub-video 2 ieu replayed.Ieu ekspresi paling eloquent tina ciri Asép Sunandar Sunarya decochromatic kaca spion.
Hasil di luhur nunjukeun yen susunan eunteung decachromatic dijieun atawa spéktrométer salapan-warna anyar jalan sakumaha dimaksudkeun.Spektrométer salapan-warna anyar dibentuk ku cara masangkeun sababaraha kaca spion decachromatic sareng adaptor langsung kana papan sénsor gambar.
Fluks bercahaya kalayan rentang panjang gelombang ti 400 nepi ka 750 nm, dipancarkeun ku opat titik radiasi φ50 μm, ayana dina interval 1 mm dina arah jejeg pesawat Gbr. 2c, mungguh Researches 31, 34. Array opat-lensa diwangun ku opat lénsa φ1 mm kalayan panjang fokus 1,4 mm sareng pitch 1 mm.Opat aliran collimated (opat C0) kajadian dina DP spéktrométer salapan warna anyar, dipisahkeun dina interval 1 mm.Asép Sunandar Sunarya kaca spion dichroic ngabagi unggal aliran (C0) kana salapan aliran warna (C1-C9).Hasilna 36 aliran (opat sét C1-C9) lajeng nyuntik langsung kana sensor gambar CMOS (S) langsung disambungkeun ka Asép Sunandar Sunarya ti kaca spion dichroic.Hasilna, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 5a, alatan bédana jalur optik maksimum leutik jeung jalur optik maksimum pondok, gambar sadaya 36 aliran dideteksi sakaligus tur jelas kalawan ukuran anu sarua.Numutkeun spéktra hilir (tingali Gambar Tambahan S4), inténsitas gambar tina opat grup C1, C2 jeung C3 relatif low.Tilu puluh genep gambar ukuranana 0.57 ± 0.05 mm (hartosna ± SD).Ku kituna, pembesaran gambar rata-rata 11,4.Jarak vertikal antara gambar rata-rata 1 mm (spasi sarua jeung susunan lensa) jeung spasi horizontal rata-rata 1,6 mm (spasi sarua jeung susunan kaca spion dichroic).Kusabab ukuran gambar jauh leuwih leutik batan jarak antara gambar, unggal gambar bisa diukur sacara mandiri (kalawan crosstalk low).Samentara éta, gambar tina dua puluh dalapan aliran dirékam ku spéktrométer tujuh warna konvensional dipaké dina ulikan urang saméméhna ditémbongkeun dina Gbr. 5 B. Asép Sunandar Sunarya tujuh kaca spion dichroic dijieun ku nyoplokkeun dua kaca spion dichroic rightmost tina susunan salapan dichroic. eunteung dina Gambar 1a.Henteu sakabéh gambar seukeut, ukuran gambar naek ti C1 mun C7.Dua puluh dalapan gambar ukuranana 0,70 ± 0,19 mm.Ku kituna, hese ngajaga resolusi luhur dina sakabéh gambar.Koéfisién variasi (CV) pikeun ukuran gambar 28 dina Gambar 5b nyaéta 28%, sedengkeun CV pikeun ukuran gambar 36 dina Gambar 5a turun jadi 9%.Hasil di luhur nunjukkeun yén spéktrométer salapan-warna anyar henteu ngan ukur ningkatkeun jumlah warna anu diukur sakaligus tina tujuh dugi ka salapan, tapi ogé gaduh résolusi gambar anu luhur pikeun tiap warna.
Babandingan kualitas gambar pamisah dibentuk ku spéktrométer konvensional sarta anyar.(a) Opat grup gambar dipisahkeun salapan-warna (C1-C9) dihasilkeun ku spéktrométer salapan-warna anyar.(b) Opat sét gambar dipisahkeun tujuh warna (C1-C7) dibentuk ku spéktrométer tujuh warna konvensional.Fluxes (C0) kalayan panjang gelombang ti 400 nepi ka 750 nm ti opat titik émisi anu collimated sarta kajadian dina unggal spéktrométer, mungguh.
Karakteristik spéktral spéktrométer salapan warna dievaluasi sacara ékspériméntal sareng hasil évaluasi dipidangkeun dina Gambar 6. Catet yén Gambar 6a nunjukkeun hasil anu sami sareng Gambar 5a, nyaéta dina panjang gelombang 4 C0 400-750 nm, sadaya 36 gambar dideteksi. (4 golongan C1–C9).Sabalikna, sakumaha ditémbongkeun dina Gbr. 6b–j, lamun unggal C0 boga panjang gelombang husus 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670, atawa 690 nm, aya ampir ngan opat gambar pakait (opat). grup kauninga C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 atawa C9).Sanajan kitu, sababaraha gambar padeukeut jeung opat gambar pakait pisan lemah kauninga sabab spéktra transmisi C1-C9 ditémbongkeun dina Gbr. 4b rada tumpang tindih jeung unggal C0 boga pita 10 nm dina panjang gelombang husus sakumaha ditétélakeun dina metoda.Hasilna konsisten sareng spéktra transmisi C1-C9 anu dipidangkeun dina Gbr.4b jeung video supplemental 2 jeung 3. Dina basa sejen, salapan spéktrométer warna jalan saperti nu diharapkeun dumasar kana hasil ditémbongkeun dina Gbr.4b.Ku kituna, disimpulkeun yén distribusi inténsitas gambar C1-C9 nyaéta spéktrum unggal C0.
Ciri spéktral spéktrométer salapan warna.Spektrométer salapan warna anyar ngahasilkeun opat sét gambar anu dipisahkeun salapan warna (C1-C9) nalika cahaya kajadian (opat C0) gaduh panjang gelombang (a) 400-750 nm (sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 5a), (b) 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, masing-masing.
Spéktrométer salapan warna anu dimekarkeun dipaké pikeun éléktroforésis opat-kapilér (pikeun detil, tingali Bahan Suplemén)31,34,35.Matriks opat-kapilér diwangun ku opat kapilér (diaméter luar 360 μm jeung diaméter jero 50 μm) ayana dina interval 1 mm di situs irradiation laser.Sampel anu ngandung fragmen DNA anu dilabélan ku 8 pewarna, nyaéta FL-6C (pewarna 1), JOE-6C (pewarna 2), dR6G (pewarna 3), TMR-6C (pewarna 4), CXR-6C (pewarna 5), ​​TOM- 6C (pewarna 6), LIZ (pewarna 7), jeung WEN (pewarna 8) dina urutan naek panjang gelombang fluoresensi, dipisahkeun dina unggal opat kapiler (saterusna disebut Cap1, Cap2, Cap3, jeung Cap4).Fluoresensi laser-ngainduksi ti Cap1-Cap4 ieu collimated kalawan Asép Sunandar Sunarya opat lénsa sarta sakaligus dirékam ku spéktrométer salapan-warna.Dinamika inténsitas fluoresensi salapan warna (C1-C9) salami éléktroforésis, nyaéta, éléktroforégram salapan warna unggal kapilér, dipidangkeun dina Gbr. 7a.Éléktroforégram salapan warna sarimbag dicandak dina Cap1-Cap4.Sakumaha anu dituduhkeun ku panah Cap1 dina Gambar 7a, dalapan puncak dina unggal éléktroforégram salapan warna nunjukkeun hiji émisi fluoresensi ti Dye1-Dye8, masing-masing.
Kuantifikasi sakaligus dalapan pewarna nganggo spéktrométer éléktroforésis opat-kapiler salapan warna.(a) Éléktroforégram salapan warna (C1-C9) unggal kapiler.Dalapan puncak anu dituduhkeun ku panah Cap1 nunjukkeun émisi fluoresensi individu tina dalapan pewarna (Dye1-Dye8).Warna panah pakait jeung warna (b) jeung (c).(b) spéktra fluoresensi dalapan dye (Dye1-Dye8) per kapilér.c Éléktropérogram dalapan pewarna (Dye1-Dye8) per kapilér.Puncak fragmén DNA anu dilabélan Dye7 dituduhkeun ku panah, sareng panjang dasar Cap4 dituduhkeun.
Sebaran inténsitas C1-C9 dina dalapan puncak dipidangkeun dina Gbr.7b, iuh.Kusabab duanana C1-C9 jeung Dye1-Dye8 aya dina urutan panjang gelombang, dalapan sebaran dina Gambar. 7b nembongkeun spéktra fluoresensi tina Dye1-Dye8 sequentially ti kénca ka katuhu.Dina ulikan ieu, Dye1, Dye2, Dye3, Dye4, Dye5, Dye6, Dye7, jeung Dye8 némbongan dina magénta, Violet, bulao, cyan, héjo, konéng, oranyeu, jeung beureum, masing-masing.Catet yén warna panah dina Gbr. 7a pakait jeung kelir ngalelep dina Gbr. 7b.Inténsitas fluoresensi C1-C9 pikeun tiap spéktrum dina Gambar 7b dinormalisasi supados jumlahna sami sareng hiji.Dalapan spéktra fluoresensi sarimbag dicandak tina Cap1-Cap4.Hiji tiasa jelas niténan tumpang tindihna spéktral fluoresensi antara dye 1-dye 8.
Ditémbongkeun saperti dina Gambar 7c, pikeun tiap kapilér, nu electrophoregram salapan-warna dina Gambar 7a ieu dirobah jadi hiji electropherogram dalapan ngalelep ku analisis multi-komponén dumasar kana dalapan spéktra fluoresensi dina Gambar 7b (tingali Bahan Suplemén pikeun detil).Kusabab tumpang tindihna spéktral fluoresensi dina Gambar 7a teu dipintonkeun dina Gambar 7c, Dye1-Dye8 bisa diidentifikasi jeung diitung individual dina unggal titik waktu, sanajan jumlah béda tina Dye1-Dye8 fluoresce dina waktos anu sareng.Ieu teu tiasa dilakukeun ku deteksi tujuh warna tradisional31, tapi tiasa dihontal ku deteksi salapan warna anu dimekarkeun.Ditémbongkeun ku panah Cap1 dina Gbr. 7c, ngan ukur émisi fluoresensi singlet Dye3 (biru), Dye8 (beureum), Dye5 (héjo), Dye4 (cyan), Dye2 (ungu), Dye1 (magénta), sareng Dye6 (Konéng). ) dititénan dina urutan kronologis ekspektasi.Pikeun émisi fluoresensi ngalelep 7 (jeruk), salian ti puncak tunggal anu dituduhkeun ku panah oranyeu, sababaraha puncak tunggal anu sanés dititénan.Hasil ieu alatan kanyataan yén sampel ngandung standar ukuran, Dye7 dilabélan fragmen DNA kalayan panjang basa béda.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 7c, pikeun Cap4 panjang dasar ieu 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214 jeung 220 panjang dasar.
Fitur utama spéktrométer salapan warna, dikembangkeun nganggo matriks dua lapis kaca spion dichroic, nyaéta ukuran leutik sareng desain anu sederhana.Kusabab susunan kaca spion decachromatic jero adaptor ditémbongkeun dina Gbr.3c dipasang langsung dina dewan sensor gambar (tingali Gbr. S1 jeung S2), spéktrométer salapan-warna boga diménsi sarua salaku adaptor nu, ie 54 × 58 × 8,5 mm.(ketebalan).Ukuran ultra-leutik ieu dua nepi ka tilu ordo gedena leuwih leutik batan spéktrométer konvensional anu ngagunakeun gratings atawa prisma.Sajaba ti éta, saprak spéktrométer salapan warna dikonpigurasikeun sahingga cahaya neunggeul beungeut sénsor gambar sacara jejeg, rohangan bisa gampang dialokasikeun pikeun spéktrométer salapan warna dina sistem saperti mikroskop, sitometer aliran, atawa analisa.Analis éléktroforésis kisi kapiler pikeun miniaturisasi sistem anu langkung ageung.Dina waktos anu sami, ukuran sapuluh kaca spion dichroic sareng saringan bandpass anu dianggo dina spéktrométer salapan warna ngan ukur 10 × 1,9 × 0,5 mm atanapi 15 × 1,9 × 0,5 mm.Ku kituna, leuwih ti 100 kaca spion dichroic leutik misalna jeung saringan bandpass, masing-masing, bisa motong tina eunteung dichroic sarta filter bandpass 60 mm2.Ku alatan éta, hiji Asép Sunandar Sunarya decachromatic kaca spion bisa dijieun kalawan béaya rendah.
Fitur séjén spéktrométer salapan warna nyaéta ciri spéktral anu saé.Khususna, éta ngamungkinkeun akuisisi gambar spéktral tina snapshots, nyaéta, akuisisi sakaligus gambar sareng inpormasi spéktral.Pikeun unggal gambar, spéktrum kontinyu dicandak ku rentang panjang gelombang ti 520 dugi ka 700 nm sareng resolusi 20 nm.Dina basa sejen, salapan inténsitas warna cahaya dideteksi pikeun tiap gambar, nyaéta salapan pita 20 nm anu sarua ngabagi rentang panjang gelombang ti 520 nepi ka 700 nm.Ku cara ngarobah ciri spéktral eunteung dichroic jeung saringan bandpass, rentang panjang gelombang salapan pita jeung rubak unggal band bisa disaluyukeun.Deteksi salapan warna tiasa dianggo sanés ngan ukur pikeun pangukuran fluoresensi kalayan pencitraan spéktral (sakumaha anu dijelaskeun dina laporan ieu), tapi ogé pikeun seueur aplikasi umum anu sanés nganggo pencitraan spéktral.Sanajan pencitraan hyperspectral bisa ngadeteksi ratusan kelir, eta geus kapanggih yén sanajan kalawan réduksi signifikan dina jumlah kelir bisa didéteksi, sababaraha objék dina widang view bisa dicirikeun kalawan akurasi cukup keur loba aplikasi38,39,40.Kusabab résolusi spasial, résolusi spéktral, sareng résolusi temporal gaduh tradeoff dina pencitraan spéktral, ngirangan jumlah warna tiasa ningkatkeun résolusi spasial sareng résolusi temporal.Éta ogé tiasa nganggo spéktrométer saderhana sapertos anu dikembangkeun dina ulikan ieu sareng salajengna ngirangan jumlah komputasi.
Dina ulikan ieu, dalapan dyes diitung sakaligus ku separation spéktral spéktra fluoresensi tumpang tindih maranéhanana dumasar kana deteksi salapan kelir.Nepi ka salapan dyes bisa diitung sakaligus, coexisting dina waktu jeung spasi.Kauntungan khusus tina spéktrométer salapan warna nyaéta fluks cahayana anu luhur sareng aperture ageung (1 × 7 mm).Asép Sunandar Sunarya decane boga transmisi maksimum 92% tina cahaya tina aperture dina unggal salapan rentang panjang gelombang.Efisiensi ngagunakeun cahaya kajadian dina rentang panjang gelombang ti 520 nepi ka 700 nm ampir 100%.Dina rentang panjang gelombang sapertos kitu, teu aya grating difraksi anu tiasa nyayogikeun efisiensi anu luhur.Sanajan efisiensi difraksi tina kisi difraksi ngaleuwihan 90% dina panjang gelombang nu tangtu, sakumaha bédana antara panjang gelombang jeung panjang gelombang nu tangtu nambahan, efisiensi difraksi dina panjang gelombang sejen nurun41.Lebar aperture jejeg arah pesawat dina Gbr. 2c bisa diperpanjang ti 7 mm ka rubak sensor gambar, kayaning dina kasus sensor gambar dipaké dina ulikan ieu, ku rada modifying Asép Sunandar Sunarya decamer.
Spéktrométer salapan warna bisa dipaké teu ngan pikeun éléktroforésis kapilér, sakumaha ditémbongkeun dina ulikan ieu, tapi ogé pikeun sagala rupa kaperluan lianna.Contona, sakumaha ditémbongkeun dina gambar di handap, hiji spéktrométer salapan-warna bisa dilarapkeun ka mikroskop fluoresensi.Pesawat sampel dipintonkeun dina sénsor gambar spéktrométer salapan warna ngaliwatan obyektif 10x.Jarak optik antara lénsa obyektif jeung sénsor gambar nyaéta 200 mm, sedengkeun jarak optik antara beungeut kajadian spéktrométer salapan warna jeung sénsor gambar ngan 12 mm.Ku alatan éta, gambar ieu dipotong kira-kira ukuran aperture (1 × 7 mm) dina pesawat of incidence sarta dibagi kana salapan gambar warna.Hartina, gambar spéktral tina snapshot salapan-warna bisa dicokot dina 0,1 × 0,7 mm aréa dina pesawat sampel.Sajaba ti éta, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ménta gambar spéktral salapan-warna wewengkon nu leuwih gede dina pesawat sampel ku scanning sampel relatif ka obyektif dina arah horizontal di Gbr. 2c.
Komponén Asép Sunandar Sunarya decachromatic, nyaéta M1-M9 sareng BP, didamel khusus ku Asahi Spectra Co., Ltd. nganggo metode présipitasi standar.Bahan diéléktrik multilayer diterapkeun masing-masing kana sapuluh pelat quartz ukuranana 60 × 60 mm sareng kandel 0,5 mm, nyumponan sarat di handap ieu: M1: IA = 45 °, R ≥ 90% dina 520-590 nm, Tave ≥ 90% dina 610- 610 nm.700 nm, M2: IA = 45°, R ≥ 90% dina 520–530 nm, Tave ≥ 90% dina 550–600 nm, M3: IA = 45°, R ≥ 90% dina 540–550 nm, Tave ≥ 90 % dina 570–600 nm, M4: IA = 45°, R ≥ 90% dina 560–570 nm, Tave ≥ 90% dina 590–600 nm, M5: IA = 45°, R ≥ 98% dina 580–600 nm , R ≥ 98% dina 680–700 nm, M6: IA = 45 °, Tave ≥ 90% dina 600–610 nm, R ≥ 90% dina 630–700 nm, M7: IA = 45°, R ≥ 90% dina 620–630 nm, Taw ≥ 90% dina 650–700 nm, M8: IA = 45°, R ≥ 90% dina 640–650 nm, Taw ≥ 90% dina 670–700 nm, M9: IA = 45°, R ≥ 90% dina 650-670 nm, Tave ≥ 90% dina 690-700 nm, BP: IA = 0 °, T ≤ 0.01% dina 505 nm, Tave ≥ 95% dina 530-690 nm dina 530 nm 90% T ≥ dina -690 nm jeung T ≤ 1% dina 725-750 nm, dimana IA, T, Tave, jeung R nyaéta sudut incidence, transmitansi, transmitansi rata, jeung reflectance cahaya unpolarized.
Cahaya bodas (C0) kalayan panjang gelombang 400–750 nm dipancarkeun ku sumber cahaya LED (AS 3000, AS ONE CORPORATION) dihijikeun sareng kajadian sacara vertikal dina DP tina susunan kaca spion dichroic.Spéktrum lampu bodas LEDs ditémbongkeun dina Gambar Tambahan S3.Teundeun tank akrilik (diménsi 150 × 150 × 30 mm) langsung di hareup susunan kaca spion decamera, sabalikna PSU.Haseup dihasilkeun nalika és garing ieu immersed dina cai ieu lajeng dituang kana tank akrilik pikeun niténan aliran pamisah C1-C9 salapan-warna emanating ti susunan kaca spion decachromatic.
Alternatipna, lampu bodas collimated (C0) dialirkeun saringan saméméh asup ka DP.Saringan éta asalna saringan dénsitas nétral kalayan dénsitas optik 0,6.Teras nganggo saringan bermotor (FW212C, FW212C, Thorlabs).Tungtungna, hurungkeun deui saringan ND.Bandpass salapan saringan bandpass pakait sareng C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 sareng C1, masing-masing.Sél quartz kalayan diménsi internal 40 (panjang optik) x 42,5 (jangkungna) x 10 mm (lebar) ditempatkeun di payuneun spion decochromatic, sabalikna BP.Haseup ieu lajeng fed ngaliwatan tube kana sél quartz pikeun ngajaga konsentrasi haseup dina sél quartz mun visualize salapan-warna C1-C9 pamisah aliran emanating ti Asép Sunandar Sunarya decachromatic eunteung.
Pidéo tina aliran cahaya pamisah salapan warna anu kaluar tina sajumlah kaca spion dékanik dicandak dina modeu time-lapse dina iPhone XS.Nangkep gambar tina pamandangan dina 1 fps tur kompilasi gambar pikeun nyieun video dina 30 fps (pikeun video pilihan 1) atawa 24 fps (pikeun video pilihan 2 jeung 3).
Teundeun pelat stainless steel kandel 50 µm (kalawan opat liang diameter 50 µm dina interval 1 mm) dina piring difusi.Cahya kalayan panjang gelombang 400-750 nm disinarikeun kana piring diffuser, dicandak ku jalan ngalirkeun cahaya tina lampu halogén ngaliwatan saringan transmisi pondok kalayan panjang gelombang cutoff 700 nm.Spéktrum cahaya dipidangkeun dina Gambar Tambahan S4.Alternatipna, lampu ogé nembus salah sahiji saringan bandpass 10 nm anu dipuseurkeun di 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 sareng 690 nm sareng pencét piring diffuser.Hasilna, opat titik radiasi kalayan diaméter φ50 μm sareng panjang gelombang anu béda-béda kabentuk dina pelat stainless steel sabalikna pelat diffuser.
A Asép Sunandar Sunarya opat-kapilér jeung opat lenses dipasang dina spéktrométer salapan-warna ditémbongkeun saperti dina Gambar 1 jeung 2. C1 jeung C2.Opat kapilér sareng opat lénsa sami sareng dina studi saméméhna31,34.Sinar laser kalayan panjang gelombang 505 nm sareng kakuatan 15 mW dipancarkeun sakaligus sareng merata ti sisi ka titik émisi opat kapilér.Fluoresensi nu dipancarkeun ku unggal titik émisi ieu collimated ku lénsa pakait jeung dipisahkeun kana salapan aliran warna ku susunan kaca spion decachromatic.Hasilna 36 aliran lajeng langsung nyuntik kana sensor gambar CMOS (C11440-52U, Hamamatsu Photonics K·K.), sarta gambar maranéhanana sakaligus dirékam.
ABI PRISM® BigDye® Primer Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Applied Biosystems), 4 µl GeneScan™ 600 LIZ™ dye dicampur pikeun tiap kapiler ku cara nyampur 1 µl PowerPlex® 6C Matrix Standard (Promega Corporation), 1 µl mix size standard.v2.0 (Thermo Fisher Scientific) sareng 14 µl cai.PowerPlex® 6C Matrix Standard diwangun ku genep fragmen DNA anu dilabélan ku genep pewarna: FL-6C, JOE-6C, TMR-6C, CXR-6C, TOM-6C, sareng WEN, dina urutan panjang gelombang maksimum.Panjang dasar fragmen DNA ieu henteu diungkabkeun, tapi sekuen panjang dasar fragmen DNA anu dilabélan ku WEN, CXR-6C, TMR-6C, JOE-6C, FL-6C sareng TOM-6C dipikanyaho.Campuran dina ABI PRISM® BigDye® Primer Cycle Sequencing Ready Reaction Kit ngandung sempalan DNA anu dilabélan ku pewarna dR6G.Panjang dasar fragmen DNA ogé henteu diungkabkeun.GeneScan™ 600 LIZ™ Dye Size Standard v2.0 ngawengku 36 fragmen DNA anu dilabélan LIZ.Panjang dasar fragmen DNA ieu 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214, 220, 240, 250, 260, 280, 314, 30, 30 360, 380, 400, 414, 420, 440, 460, 480, 500, 514, 520, 540, 560, 580 jeung 600 basa.Sampel didenaturasi dina 94 ° C salami 3 menit, teras tiis dina és salami 5 menit.Sampel disuntikkeun kana unggal kapilér dina 26 V/cm salila 9 detik sarta dipisahkeun dina unggal kapilér anu dieusian ku larutan polimér POP-7™ (Thermo Fisher Scientific) kalayan panjang éféktif 36 cm sarta tegangan 181 V/cm jeung sudut 60°.TI.
Sadaya data anu dicandak atanapi dianalisis dina kursus ulikan ieu kalebet dina tulisan anu diterbitkeun ieu sareng inpormasi tambahan na.Data sejenna anu relevan pikeun ulikan ieu sadia ti pangarang masing-masing kana pamundut lumrah.
Khan, MJ, Khan, HS, Yousaf, A., Khurshid, K., sarta Abbas, A. tren ayeuna dina analisis Imaging hyperspectral: review hiji.Aksés IEEE 6, 14118–14129.https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2812999 (2018).
Vaughan, AH Astronomical Interferometric Fabry-Perot Spectroscopy.masang.Reverend Astron.astrofisika.5, 139-167.https://doi.org/10.1146/annurev.aa.05.090167.001035 (1967).
Goetz, AFH, Wein, G., Solomon, JE jeung Rock, BN spéktroskopi gambar sensing jauh Bumi.Élmu 228, 1147–1153.https://doi.org/10.1126/science.228.4704.1147 (1985).
Yokoya, N., Grohnfeldt, C., sarta Chanussot, J. Fusion data hyperspectral na multispectral: review komparatif tina publikasi panganyarna.IEEE Élmu Bumi.Journal of sensing jauh.5:29–56.https://doi.org/10.1109/MGRS.2016.2637824 (2017).
Gowen, AA, O'Donnell, SP, Cullen, PJ, Downey, G. sarta Frias, JM Hyperspectral Imaging mangrupakeun alat analitik anyar pikeun kadali kualitas sarta kaamanan pangan.Tren dina élmu pangan.téhnologi.18, 590-598.https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.06.001 (2007).
ElMasri, G., Mandour, N., Al-Rejaye, S., Belin, E. sarta Rousseau, D. Aplikasi panganyarna tina Imaging multispectral pikeun mantau phenotype siki jeung kualitas - review hiji.Sénsor 19, 1090 (2019).
Liang, H. Kamajuan dina Multispectral na Hyperspectral Imaging pikeun Arkeologi jeung Seni dilestarikan.Panawaran pikeun fisik 106, 309-323.https://doi.org/10.1007/s00339-011-6689-1 (2012).
Edelman GJ, Gaston E., van Leeuwen TG, Cullen PJ na Alders MKG Hyperspectral Imaging pikeun analisis non-kontak ngambah forensik.Kriminalistik.internal 223, 28-39.https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2012.09.012 (2012).