基于激光的中红外显微镜

日光解决方案公司的业务发展经理Matthew Barre向AZoM介绍了新型Spero红外显微镜的优点和应用。

您能否提供读者概述日光解决方案的历史和您运营的市场？

日光解决方案于2005年1月由三个高新技术企业家成立。如今，该公司由60人分享愿景，享有发展和推进突破性技术和以有意义的方式利用社会的产品。自成立以来，日光解决方案通过提供独特且高度高级“最佳”产品和服务来区分自身。

日光解决方案的分子检测和成像产品主要由激光器，传感器和成像系统组成，所有这些产品都利用公司的中红外量子级联激光（QCL）技术杠杆。该核心技术提供了一个多功能平台，从中开发了新产品，使公司提供科学研究，国防和商业市场。

The company is committed to innovation and introduced the world’s first broadly tunable mid-infrared laser system for scientific research, the world’s first semiconductor-based laser for protecting aircraft against shoulder-fired missiles, and most recently Spero, the world’s first mid-infrared laser-based microscope for real-time biochemical imaging and material analysis.

日光解决方案是ISO-9001认证，拥有先进的制造能力。

通过长期的专利清单，最佳课堂性能，以及许多创新奖励其信誉，日光解决方案被认为是中红外分子检测和成像的世界领导者。

你提到最近推出的Spero，一个基于激光的红外显微镜平台——你能给我们的读者介绍一下它的主要特点吗?

SPERO是世界上第一个中红外显微镜，用于利用可调激光照明源。我们利用我们的专业知识在广泛的可调QCL技术中提供了一种化学成像显微镜，以在标准度量中优于传统的FTIR显微镜，例如光学分辨率，视野和数据采集时间。Spero还消除了与拉曼显微镜常见的样品损伤和荧光问题。

该显微镜在900 cm-1至1800 cm-1(5.5µm至11.0µm)的整个中红外指纹区提供了衍射限制的光学分辨率和高信噪比光谱数据。该仪器包括两个红外物镜:一个12.5X物镜650µm视野和一个2.0 mm视野的4.0X物镜。这些目标提供了高空间分辨率和大面积覆盖的独特组合。该显微镜还包括一个12.5倍的可见物镜，具有650µm的视野，与高倍放大的红外物镜相匹配。

Spero支持传输和反射测量，包括一个高精度自动化平台，并与ChemVision一起发货，ChemVision是一个强大的、用户友好的数据采集和高光谱图像可视化软件套件。

Spero从性能角度来看是什么主要的优势？

SPERO提供传统红外显微镜的三个主要优点。首先，它在仪器的整个调谐范围内提供衍射限制的空间分辨率。这是通过QCL照明源的非常高的光谱亮度实现的。其次，这种高空间分辨率耦合与非常大的视野目标。利用现有仪器，通常必须牺牲区域覆盖范围以实现衍射限制的空间分辨率。第三，SPERO非常迅速生成高光谱数据立方体。高分辨率，具有4cm-1光谱分辨率的900cm-1至1800cm-1的高分辨率，可以仅在5分钟内收集。

Spero使用多么容易？它是否有任何功能，使其特别适合用户友好？

ChemVison软件套件是由Daylight Solutions公司开发的，是专门为Spero显微镜设计的。它利用了“上下文感知”范式，这意味着只有当前上下文中可用的选项才会呈现给用户。这有助于减少混乱，避免不必要的菜单，窗口，弹出窗口等。该软件包括非常友好的实时成像、快照和电影工具。它还包括自动映射和批处理数据收集的功能，用于无人值勤操作。

与仪器的唯一连接是电源和通信到PC。净化线可用于干燥空气或氮气，以消除大气水分的吸收效应。显微镜还采用未冷却的相机技术，因此不需要液氮或冷却时间。这是对整体方便，扩展数据收集和总拥有成本的大益处。

Spero的主要工业设计特征是什么，将其与竞争对手分开？

我们设计的Spero熟悉分析仪器用户，同时也利用现代消费产品的简单和可访问的设计线索。这种简单性也会进入软件。

我们的目标是创造一种紧凑的桌面仪器，结合我们突破性的技术性能，能够实现中红外化学成像，这在现有的红外显微镜中可能无法实现。例如，在生命科学领域，由于迈克尔逊干涉仪的空间要求亚博老虎机网登录、液氮冷却的要求以及相对较长的数据采集时间，FTIR成像在临床环境中不可行。我们用Spero显微镜解决了所有这些局限性。

Spero有任何新的成像模式吗?

是的，显微镜提供了两个完全新的成像模式，即现有的仪器不可能。首先，实时成像向用户提供以离散的中红外频率照明的样本的实时图像。这允许在复杂的非均匀样品中实时可视化特异性吸光度特征。第二个稀疏数据收集，允许用户对任何一组中红外频率进行编程以收集到高光谱数据立方体。这使得能够在忽略可能不使用的其他光谱区域的同时探测特定的吸光度特征。当然，这导致极其快速的数据采集时间，小于40次频率或更小于1分钟。并且再次，通过我们可调激光源启用的这种离散频率成像，仅对FTIR显微镜进行了不可能。

你能总结一下最近由曼彻斯特大学Spero与日光解决方案联合进行的组织微阵列成像研究吗?

曼彻斯特大学的Peter Gardner博士和他的同事们最近使用Spero在组织微阵列上快速成像了一组200个乳腺癌样本。简而言之，他们能够用Spero在9分钟内收集到一大片马赛克，而用他们的高端成像FTIR显微镜需要19个小时才能收集到一幅类似的马赛克。

《分析师》杂志的全文可在此查阅:

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/an/c4an00638k !divAbstract

Spero如何用于分析材料和聚合物?亚博网站下载

分析通常从制备相对较薄的（5μm至10μm）部分，用于透射测量或反射测量的简单表面准备。可以快速使用可见目标或以单个频率快速生成一个大区域图，其中一个红外物镜。一旦识别出一个感兴趣区域，可以收集完整或稀疏的高光谱数据立方体以进行光谱分析或离线频谱库匹配。

作为一个例子，我们最近使用大型半导体制造公司，以帮助在铜基板和有机膜之间的地下界面处识别缺陷和空隙。具有中红外照照明，我们可以穿透上部有机层并清楚地识别空隙以及化学鉴定污染物。

您最近还与兰开夏郡大学的研究人员合作，并研究了中红外光谱成像如何用于图像组织和生物流体的研究人员。您是否可以向读者提供关于研究应用程序如何在生物医学研究应用中使用的研究和一些信息的简要摘要？

这项工作与Matt Baker和他的同事博士进行，并包括SPERO与脑癌组织成像FTIR之间的空间分辨率的比较，突出了使用SPERO实现的衍射限制空间分辨率。本文的第二部分重点是Spero稀疏数据收集模式使用多种血清样本。结果表明，仅使用14个离散的中红外频率实现了癌性和非癌性血清的完整和自动分割。该数据可以在不到一分钟内收集。现在正在进行研究，以探索在单个视野中具有多个微液滴的高吞吐量筛选协议。

这是一个很好的例子，说明如何利用Spero支持各种应用的生物医学研究。高空间分辨率和快速光谱数据采集可以支持研究的初步阶段的评价和表征。一旦识别了相关的光谱特征，就可以探索和优化稀疏收集方法，以支持大规模试验的快速数据采集。

Spero可以用于任何其他研究和研究领域的实际应用？

Spero可用于多种化学成像应用。除了上述应用，药物分析，法医和食品检验都非常适合该仪器。

我们的读者在哪里可以更普遍了解有关SPERO和日光解决方案的更多信息？

有关Daylight Solutions的产品和服务，包括Spero以及我们的全系列宽可调谐激光源的信息，可在以下网址找到:www.daylightsolutions.com

对马特横档

Matthew Barre于2010年加入Daylight Solutions，目前领导商业业务部的业务开发工作。在加入Daylight Solutions之前，Barre先生在General Atomics担任多个项目管理和业务发展职位，生产无人机成像和光学传感器系统。他持有加州大学圣巴巴拉分校(the University of California at Santa Barbara)的机械工程学士学位和斯坦福大学(Stanford University)的机械工程硕士学位。