हीट एक्सचेंजरसाठी स्टेनलेस स्टील 316L गुंडाळलेली ट्यूब

Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद.तुम्ही मर्यादित CSS समर्थनासह ब्राउझर आवृत्ती वापरत आहात.सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा).याव्यतिरिक्त, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट दर्शवतो.
एकाच वेळी तीन स्लाइड्सचे कॅरोसेल प्रदर्शित करते.एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी मागील आणि पुढील बटणे वापरा किंवा एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी शेवटी स्लाइडर बटणे वापरा.
एक अल्ट्रा-कॉम्पॅक्ट (54 × 58 × 8.5 मिमी) आणि रुंद-छिद्र (1 × 7 मिमी) नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर विकसित केले गेले, दहा डायक्रोइक मिररच्या अॅरेद्वारे "दोनमध्ये विभाजित" केले गेले, ज्याचा वापर तात्काळ स्पेक्ट्रल इमेजिंगसाठी केला गेला.छिद्र आकारापेक्षा लहान क्रॉस सेक्शनसह घटना प्रकाश प्रवाह 20 nm रुंद आणि 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 आणि 690 nm मध्यवर्ती तरंगलांबी असलेल्या नऊ रंगांच्या प्रवाहांमध्ये विभागलेला आहे.इमेज सेन्सरद्वारे नऊ रंग प्रवाहांच्या प्रतिमा एकाच वेळी कार्यक्षमतेने मोजल्या जातात.पारंपारिक डायक्रोइक मिरर अॅरेच्या विपरीत, विकसित डायक्रोइक मिरर अॅरेमध्ये एक अद्वितीय दोन-तुकडा कॉन्फिगरेशन आहे, जे एकाच वेळी मोजता येण्याजोग्या रंगांची संख्याच वाढवत नाही तर प्रत्येक रंग प्रवाहासाठी प्रतिमा रिझोल्यूशन देखील सुधारते.विकसित नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर चार-केशिका इलेक्ट्रोफोरेसीससाठी वापरले जाते.नऊ-रंग लेसर-प्रेरित फ्लोरोसेन्स वापरून प्रत्येक केशिकामध्ये एकाच वेळी स्थलांतरित होणाऱ्या आठ रंगांचे एकाचवेळी परिमाणात्मक विश्लेषण.नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर केवळ अति-लहान आणि स्वस्त नसून, उच्च प्रकाशयुक्त प्रवाह आणि बहुतेक वर्णपट इमेजिंग अनुप्रयोगांसाठी पुरेसे स्पेक्ट्रल रिझोल्यूशन देखील असल्याने, ते विविध क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकते.
हायपरस्पेक्ट्रल आणि मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग हा खगोलशास्त्राचा महत्त्वाचा भाग बनला आहे2, पृथ्वी निरीक्षणासाठी रिमोट सेन्सिंग 3,4, अन्न आणि पाणी गुणवत्ता नियंत्रण5,6, कला संवर्धन आणि पुरातत्व 7, न्यायवैद्यकशास्त्र8, शस्त्रक्रिया9, जैववैद्यकीय विश्लेषण आणि निदान 10,11 इ. फील्ड 1 एक अपरिहार्य तंत्रज्ञान 12,13.दृश्य क्षेत्रामध्ये उत्सर्जनाच्या प्रत्येक बिंदूद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या प्रकाशाच्या स्पेक्ट्रमचे मोजमाप करण्याच्या पद्धती (1) पॉइंट स्कॅनिंग (“झाडू”) 14,15, (2) रेखीय स्कॅनिंग (“पॅनिकल”)16,17,18 मध्ये विभागल्या आहेत. , (3) लांबी स्कॅन लहरी 19,20,21 आणि (4) प्रतिमा22,23,24,25.या सर्व पद्धतींच्या बाबतीत, स्पेसियल रिझोल्यूशन, स्पेक्ट्रल रिझोल्यूशन आणि टेम्पोरल रिझोल्यूशन यांचा ट्रेड-ऑफ संबंध आहे 9,10,12,26.याव्यतिरिक्त, प्रकाश आउटपुटचा संवेदनशीलतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो, म्हणजे स्पेक्ट्रल इमेजिंग 26 मधील सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर.ल्युमिनस फ्लक्स, म्हणजेच प्रकाश वापरण्याची कार्यक्षमता, मापन केलेल्या तरंगलांबीच्या श्रेणीतील प्रकाशाच्या एकूण प्रमाणाच्या प्रति युनिट वेळेच्या प्रत्येक प्रकाश बिंदूच्या प्रकाशाच्या वास्तविक मोजलेल्या प्रमाणाच्या थेट प्रमाणात असते.वर्ग (४) ही एक योग्य पद्धत आहे जेव्हा प्रत्येक उत्सर्जित बिंदूद्वारे उत्सर्जित होणारी प्रकाशाची तीव्रता किंवा स्पेक्ट्रम वेळेनुसार बदलते किंवा प्रत्येक उत्सर्जन बिंदूची स्थिती वेळेनुसार बदलते कारण सर्व उत्सर्जित बिंदूंद्वारे उत्सर्जित होणारा प्रकाशाचा स्पेक्ट्रम एकाच वेळी मोजला जातो.२४.
वरीलपैकी बहुतेक पद्धती मोठ्या, जटिल आणि/किंवा महाग स्पेक्ट्रोमीटर वापरून 18 ग्रेटिंग्स किंवा 14, 16, 22, 23 प्रिझम वर्ग (1), (2) आणि (4) किंवा 20, 21 फिल्टर डिस्क, द्रव फिल्टर वापरून एकत्रित केल्या आहेत. .स्फटिकीय ट्यूनेबल फिल्टर्स (LCTF)25 किंवा अकोस्टो-ऑप्टिक ट्यूनेबल फिल्टर्स (AOTF)19 श्रेणीतील (3).याउलट, श्रेणी (4) मल्टी-मिरर स्पेक्ट्रोमीटर त्यांच्या साध्या कॉन्फिगरेशन 27,28,29,30 मुळे लहान आणि स्वस्त आहेत.याव्यतिरिक्त, त्यांच्याकडे उच्च प्रकाशमय प्रवाह आहे कारण प्रत्येक डायक्रोइक मिररद्वारे सामायिक केलेला प्रकाश (म्हणजे, प्रत्येक डायक्रोइक मिररवर घटना प्रकाशाचा प्रसारित आणि परावर्तित प्रकाश) पूर्णपणे आणि सतत वापरला जातो.तथापि, एकाच वेळी मोजल्या जाणाऱ्या तरंगलांबी बँडची संख्या (म्हणजे रंग) सुमारे चार पर्यंत मर्यादित आहे.
बायोमेडिकल डिटेक्शन आणि डायग्नोस्टिक्स 10, 13 मधील मल्टीप्लेक्स विश्लेषणासाठी फ्लोरोसेन्स डिटेक्शनवर आधारित स्पेक्ट्रल इमेजिंगचा वापर केला जातो.मल्टिप्लेक्सिंगमध्ये, एकापेक्षा जास्त विश्लेषक (उदा. विशिष्ट डीएनए किंवा प्रथिने) वेगवेगळ्या फ्लोरोसेंट रंगांनी लेबल केलेले असल्याने, दृश्याच्या क्षेत्रात प्रत्येक उत्सर्जन बिंदूवर उपस्थित असलेल्या प्रत्येक विश्लेषकाचे बहुघटक विश्लेषण वापरून परिमाण निश्चित केले जाते.32 प्रत्येक उत्सर्जन बिंदूद्वारे उत्सर्जित केलेल्या शोधलेल्या फ्लोरोसेन्स स्पेक्ट्रमचे खंडित करते.या प्रक्रियेदरम्यान, भिन्न रंग, प्रत्येक भिन्न प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करतात, एकत्रीकरण करू शकतात, म्हणजेच अवकाश आणि वेळेत एकत्र राहू शकतात.सध्या, एका लेसर बीमद्वारे उत्तेजित होऊ शकणार्‍या रंगांची कमाल संख्या 833 आहे.ही वरची मर्यादा स्पेक्ट्रल रिझोल्यूशन (म्हणजे, रंगांची संख्या) द्वारे निर्धारित केली जात नाही, परंतु फ्लूरोसेन्स स्पेक्ट्रमची रुंदी (≥50 nm) आणि FRET येथे डाई स्टोक्स शिफ्ट (≤200 nm) च्या प्रमाणात (FRET वापरून) 10. .तथापि, मिश्रित रंगांचे स्पेक्ट्रल ओव्हरलॅप 31,32 दूर करण्यासाठी रंगांची संख्या रंगांच्या संख्येपेक्षा जास्त किंवा समान असणे आवश्यक आहे.म्हणून, एकाच वेळी मोजलेल्या रंगांची संख्या आठ किंवा त्याहून अधिक वाढवणे आवश्यक आहे.
अलीकडे, एक अल्ट्रा-कॉम्पॅक्ट हेप्टाक्रोइक स्पेक्ट्रोमीटर (चार फ्लोरोसेंट फ्लक्सेस मोजण्यासाठी हेप्टीक्रोइक मिरर आणि इमेज सेन्सरचा वापर करून) विकसित केले गेले आहे.स्पेक्ट्रोमीटर हे ग्रेटिंग्स किंवा प्रिझम ३४,३५ वापरून पारंपारिक स्पेक्ट्रोमीटरपेक्षा दोन ते तीन क्रमाने लहान असते.तथापि, स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये सात पेक्षा जास्त डायक्रोइक मिरर ठेवणे आणि एकाच वेळी 36,37 पेक्षा जास्त रंग मोजणे कठीण आहे.डायक्रोइक मिररच्या संख्येत वाढ झाल्यामुळे, डायक्रोइक लाइट फ्लक्सेसच्या ऑप्टिकल मार्गांच्या लांबीमधील कमाल फरक वाढतो आणि सर्व प्रकाश प्रवाह एका संवेदी विमानावर प्रदर्शित करणे कठीण होते.प्रकाश प्रवाहाची सर्वात लांब ऑप्टिकल मार्गाची लांबी देखील वाढते, त्यामुळे स्पेक्ट्रोमीटर छिद्राची रुंदी (म्हणजे स्पेक्ट्रोमीटरने विश्लेषित केलेल्या प्रकाशाची कमाल रुंदी) कमी होते.
वरील समस्यांना प्रतिसाद म्हणून, दोन-लेयर "डायक्रोइक" डेकक्रोमॅटिक मिरर अॅरे असलेले अल्ट्रा-कॉम्पॅक्ट नऊ-कलर स्पेक्ट्रोमीटर आणि तात्काळ स्पेक्ट्रल इमेजिंग [श्रेणी (4)] साठी इमेज सेन्सर विकसित केले गेले.मागील स्पेक्ट्रोमीटरच्या तुलनेत, विकसित स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये जास्तीत जास्त ऑप्टिकल पथ लांबी आणि लहान कमाल ऑप्टिकल पथ लांबीमध्ये कमी फरक आहे.लेसर-प्रेरित नऊ-रंग प्रतिदीप्ति शोधण्यासाठी आणि प्रत्येक केशिकामध्ये आठ रंगांच्या एकाचवेळी स्थलांतराचे प्रमाण निश्चित करण्यासाठी हे चार-केशिका इलेक्ट्रोफोरेसीसवर लागू केले गेले आहे.विकसित स्पेक्ट्रोमीटर केवळ अति-लहान आणि स्वस्त नसून त्यात उच्च प्रकाशयुक्त प्रवाह आणि बहुतेक वर्णपट इमेजिंग अनुप्रयोगांसाठी पुरेसा स्पेक्ट्रल रिझोल्यूशन असल्याने, ते विविध क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकते.
पारंपारिक नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर अंजीर मध्ये दर्शविले आहे.1अ.त्याची रचना मागील अल्ट्रा-स्मॉल सात-रंगी स्पेक्ट्रोमीटर 31 प्रमाणे आहे. यात उजवीकडे 45° च्या कोनात क्षैतिजरित्या मांडलेले नऊ डायक्रोइक आरसे आहेत आणि इमेज सेन्सर (S) नऊ डायक्रोइक मिररच्या वर स्थित आहे.खालून प्रवेश करणारा प्रकाश (C0) नऊ डायक्रोइक मिररच्या अॅरेद्वारे नऊ प्रकाश प्रवाहांमध्ये विभागला जातो (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 आणि C9).सर्व नऊ रंग प्रवाह थेट प्रतिमा सेन्सरला दिले जातात आणि एकाच वेळी शोधले जातात.या अभ्यासात, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, आणि C9 तरंगलांबीच्या क्रमाने आहेत आणि किरमिजी, व्हायलेट, निळा, निळसर, हिरवा, पिवळा, नारिंगी, लाल-नारिंगी आणि लाल, अनुक्रमे.आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे या दस्तऐवजात या रंगांचे पदनाम वापरले गेले असले तरी, ते मानवी डोळ्यांनी पाहिलेल्या वास्तविक रंगांपेक्षा वेगळे आहेत.
पारंपारिक आणि नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरचे योजनाबद्ध आकृती.(a) पारंपारिक नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर नऊ डायक्रोइक मिररच्या अॅरेसह.(b) दोन-लेयर डायक्रोइक मिरर अॅरेसह नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर.घटना प्रकाश प्रवाह C0 नऊ ​​रंगीत प्रकाश प्रवाह C1-C9 मध्ये विभागलेला आहे आणि प्रतिमा सेन्सर S ने शोधला आहे.
विकसित नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये दोन-लेयर डायक्रोइक मिरर ग्रेटिंग आणि इमेज सेन्सर आहे, आकृती 1b मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे.खालच्या स्तरामध्ये, पाच डायक्रोइक आरसे 45° उजवीकडे झुकलेले असतात, डिकॅमरच्या अॅरेच्या मध्यभागी उजवीकडे संरेखित असतात.वरच्या स्तरावर, पाच अतिरिक्त डायक्रोइक मिरर 45° डावीकडे झुकलेले आहेत आणि मध्यभागी डावीकडे स्थित आहेत.खालच्या थराचा सर्वात डावीकडे डायक्रोइक आरसा आणि वरच्या थराचा सर्वात उजवा डायक्रोइक आरसा एकमेकांना ओव्हरलॅप करतात.घटना प्रकाश प्रवाह (C0) खालून चार आउटगोइंग क्रोमॅटिक फ्लक्सेस (C1-C4) मध्ये उजवीकडे पाच डायक्रोइक मिरर आणि पाच आउटगोइंग क्रोमॅटिक फ्लक्सेस (C5-C4) डावीकडील पाच डायक्रोइक मिरर C9 मध्ये विभागलेला आहे).पारंपारिक नऊ-कलर स्पेक्ट्रोमीटरप्रमाणे, सर्व नऊ रंग प्रवाह थेट इमेज सेन्सर (S) मध्ये इंजेक्ट केले जातात आणि एकाच वेळी शोधले जातात.आकृती 1a आणि 1b ची तुलना केल्यास, नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरच्या बाबतीत, नऊ कलर फ्लक्सेसमधील जास्तीत जास्त फरक आणि सर्वात लांब ऑप्टिकल पथ लांबी दोन्ही अर्धवट केले आहेत.
29 मिमी (रुंदी) × 31 मिमी (खोली) × 6 मिमी (उंची) या अल्ट्रा-स्मॉल टू-लेयर डायक्रोइक मिरर अॅरेचे तपशीलवार बांधकाम आकृती 2 मध्ये दाखवले आहे. दशांश डायक्रोइक मिरर अॅरेमध्ये उजवीकडे पाच डायक्रोइक मिरर असतात. (M1-M5) आणि डावीकडे पाच डायक्रोइक मिरर (M6-M9 आणि दुसरा M5), प्रत्येक डायक्रोइक मिरर वरच्या अॅल्युमिनियम ब्रॅकेटमध्ये निश्चित केला आहे.आरशांमधून प्रवाहाच्या अपवर्तनामुळे समांतर विस्थापनाची भरपाई करण्यासाठी सर्व डायक्रोइक मिरर अडकले आहेत.M1 च्या खाली, एक बँड-पास फिल्टर (BP) निश्चित केला आहे.M1 आणि BP परिमाणे 10mm (लांब बाजू) x 1.9mm (लहान बाजू) x 0.5mm (जाडी) आहेत.उर्वरित डायक्रोइक मिररची परिमाणे 15 मिमी × 1.9 मिमी × 0.5 मिमी आहेत.M1 आणि M2 मधील मॅट्रिक्स पिच 1.7 मिमी आहे, तर इतर डायक्रोइक मिररची मॅट्रिक्स पिच 1.6 मिमी आहे.अंजीर वर.2c घटना प्रकाश प्रवाह C0 आणि नऊ रंगीत प्रकाश प्रवाह C1-C9 एकत्र करते, जे आरशांच्या डी-चेंबर मॅट्रिक्सद्वारे वेगळे केले जाते.
दोन-लेयर डायक्रोइक मिरर मॅट्रिक्सचे बांधकाम.(a) एक दृष्टीकोन दृश्य आणि (b) द्वि-स्तर डायक्रोइक मिरर अॅरेचे क्रॉस-सेक्शनल दृश्य (परिमाण 29 मिमी x 31 मिमी x 6 मिमी).यात खालच्या थरात असलेले पाच डायक्रोइक मिरर (M1-M5), वरच्या थरात असलेले पाच डायक्रोइक मिरर (M6-M9 आणि दुसरे M5) आणि M1 खाली असलेले बँडपास फिल्टर (BP) असतात.(c) C0 आणि C1-C9 ओव्हरलॅपसह, उभ्या दिशेने क्रॉस-सेक्शनल व्ह्यू.
क्षैतिज दिशेने छिद्राची रुंदी, आकृती 2, c मधील रुंदी C0 द्वारे दर्शविली आहे, 1 मिमी आहे, आणि अॅल्युमिनियम ब्रॅकेटच्या डिझाइनद्वारे दिलेल्या आकृती 2, c च्या समतल लंब दिशेने, - 7 मिमी.म्हणजेच, नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये 1 मिमी × 7 मिमी एपर्चर आकाराचा मोठा आकार आहे.C4 चा ऑप्टिकल मार्ग C1-C9 मधील सर्वात लांब आहे, आणि वरील अल्ट्रा-स्मॉल आकारामुळे (29 mm × 31 mm × 6 mm) डायक्रोइक मिरर अॅरेच्या आत C4 चा ऑप्टिकल मार्ग 12 मिमी आहे.त्याच वेळी, C5 च्या ऑप्टिकल मार्गाची लांबी C1-C9 मध्ये सर्वात लहान आहे आणि C5 च्या ऑप्टिकल मार्गाची लांबी 5.7mm आहे.म्हणून, ऑप्टिकल मार्ग लांबीमध्ये कमाल फरक 6.3 मिमी आहे.वरील ऑप्टिकल पथ लांबी M1-M9 आणि BP (क्वार्ट्जपासून) च्या ऑप्टिकल ट्रान्समिशनसाठी ऑप्टिकल पथ लांबीसाठी दुरुस्त केली जाते.
М1−М9 आणि VR च्या वर्णक्रमीय गुणधर्मांची गणना केली जाते जेणेकरून प्रवाह С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8 आणि С9 तरंगलांबी श्रेणी 520–540, 540–560, 560–5800 मध्ये असतात. –600 , 600–620, 620–640, 640–660, 660–680, आणि 680–700 nm, अनुक्रमे.
डेकक्रोमॅटिक मिररच्या उत्पादित मॅट्रिक्सचे छायाचित्र अंजीर 3a मध्ये दर्शविले आहे.M1-M9 आणि BP अनुक्रमे 45-डिग्री स्लोप आणि अॅल्युमिनियम सपोर्टच्या क्षैतिज प्लेनवर चिकटलेले आहेत, तर M1 आणि BP आकृतीच्या मागील बाजूस लपलेले आहेत.
डेकन मिररच्या अॅरेचे उत्पादन आणि त्याचे प्रात्यक्षिक.(a) फॅब्रिकेटेड डेकक्रोमॅटिक मिररची अॅरे.(b) एक 1 mm × 7 mm नऊ-रंगी विभाजित प्रतिमा कागदाच्या शीटवर डिकक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेसमोर ठेवलेल्या आणि पांढर्या प्रकाशासह बॅकलिटवर प्रक्षेपित केली जाते.(c) मागून पांढर्‍या प्रकाशाने प्रकाशित होणार्‍या डीकोक्रोमॅटिक मिररचा अॅरे.(d) डीकेन मिरर अॅरेमधून बाहेर पडणारा नऊ-रंगाचा स्प्लिटिंग प्रवाह, c येथे डीकेन मिरर अॅरेसमोर धुराने भरलेला अॅक्रेलिक डबा ठेवून आणि खोली गडद करून पाहिली जाते.
45° च्या घटनांच्या कोनात M1-M9 C0 चा मोजलेला ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रा आणि 0° च्या घटनांच्या कोनात BP C0 चा मोजलेला ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रम अंजीर मध्ये दर्शविला आहे.4अ.C0 च्या सापेक्ष C1-C9 चा ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रा अंजीर मध्ये दर्शविला आहे.4ब.हे स्पेक्ट्रा अंजीरमधील स्पेक्ट्रावरून मोजले गेले.अंजीर 4a मध्ये ऑप्टिकल पथ C1-C9 नुसार 4a.1b आणि 2c.उदाहरणार्थ, 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)], जेथे TS(X) आणि [ 1 − TS(X)] अनुक्रमे X चे ट्रान्समिशन आणि रिफ्लेक्शन स्पेक्ट्रा आहेत.आकृती 4b मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 आणि C9 ची बँडविड्थ (बँडविड्थ ≥50%) 521-540, 541-562, 563-580, 581-602, 603 आहेत. -623, 624-641, 642-657, 659-680 आणि 682-699 एनएम.हे परिणाम विकसित श्रेणींशी सुसंगत आहेत.याव्यतिरिक्त, C0 प्रकाशाची उपयोगिता कार्यक्षमता जास्त आहे, म्हणजेच सरासरी कमाल C1-C9 प्रकाश संप्रेषण 92% आहे.
डायक्रोइक मिरर आणि स्प्लिट नऊ-कलर फ्लक्सचे ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रा.(a) M1-M9 चा प्रसारित स्पेक्ट्रा 45° घटनांवर आणि BP 0° घटनांवर मोजला.(b) C0 च्या सापेक्ष C1–C9 चा ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रा (a) पासून मोजला गेला.
अंजीर वर.3c, dichroic मिररचा अॅरे अनुलंब स्थित आहे, ज्यामुळे अंजीर 3a मध्ये त्याची उजवी बाजू वरची बाजू आहे आणि कोलिमेटेड LED (C0) चा पांढरा बीम बॅकलिट आहे.आकृती 3a मध्ये दर्शविलेले डेकक्रोमॅटिक मिररचे अॅरे 54 मिमी (उंची) × 58 मिमी (खोली) × 8.5 मिमी (जाडी) अॅडॉप्टरमध्ये माउंट केले आहे.अंजीर वर.3d, अंजीर मध्ये दर्शविले राज्य व्यतिरिक्त.3c, खोलीतील दिवे बंद करून, डीकोक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेसमोर धुराने भरलेली अॅक्रेलिक टाकी ठेवली होती.परिणामी, टाकीमध्ये नऊ डायक्रोइक प्रवाह दृश्यमान आहेत, जे डेकाट्रॉइक मिररच्या अॅरेमधून बाहेर पडतात.प्रत्येक स्प्लिट स्ट्रीममध्ये 1 × 7 मिमीच्या परिमाणांसह आयताकृती क्रॉस सेक्शन आहे, जो नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरच्या छिद्र आकाराशी संबंधित आहे.आकृती 3b मध्ये, आकृती 3c मधील डायक्रोइक मिररच्या अॅरेसमोर कागदाची एक शीट ठेवली आहे आणि कागदावर प्रक्षेपित नऊ डायक्रोइक प्रवाहांची 1 x 7 मिमी प्रतिमा कागदाच्या हालचालीच्या दिशेने पाहिली जाते.प्रवाहअंजीर मध्ये नऊ रंग वेगळे प्रवाह.3b आणि d हे C4, C3, C2, C1, C5, C6, C7, C8 आणि C9 वरपासून खालपर्यंत आहेत, जे आकृती 1 आणि 2 मध्ये देखील पाहिले जाऊ शकतात. 1b आणि 2c.ते त्यांच्या तरंगलांबीशी संबंधित रंगांमध्ये पाळले जातात.LED च्या कमी पांढऱ्या प्रकाशाच्या तीव्रतेमुळे (पूरक अंजीर S3 पहा) आणि C9 (682–699 nm) चित्रात कॅप्चर करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या रंगीत कॅमेराची संवेदनशीलता. इतर स्प्लिटिंग फ्लो कमकुवत आहेत.त्याचप्रमाणे, C9 उघड्या डोळ्यांना अस्पष्टपणे दृश्यमान होते.दरम्यान, C2 (वरून दुसरा प्रवाह) आकृती 3 मध्ये हिरवा दिसतो, परंतु उघड्या डोळ्यांना अधिक पिवळा दिसतो.
आकृती 3c पासून d पर्यंतचे संक्रमण पूरक व्हिडिओ 1 मध्ये दर्शविले आहे. LED मधील पांढरा प्रकाश डेकक्रोमॅटिक मिरर अॅरेमधून गेल्यानंतर, तो एकाच वेळी नऊ रंग प्रवाहांमध्ये विभाजित होतो.सरतेशेवटी, वातमधील धूर हळूहळू वरपासून खालपर्यंत विरून गेला, त्यामुळे नऊ रंगाच्या पावडर देखील वरपासून खालपर्यंत नाहीशा झाल्या.याउलट, पूरक व्हिडिओ 2 मध्ये, जेव्हा डेकक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेवरील प्रकाश प्रवाह घटनेची तरंगलांबी 690, 671, 650, 632, 610, 589, 568, 550 आणि 532n च्या क्रमाने लांबपासून लहान अशी बदलली गेली. ., C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2, आणि C1 या क्रमाने नऊ विभाजित प्रवाहांचे फक्त संबंधित विभाजित प्रवाह प्रदर्शित केले जातात.ऍक्रेलिक जलाशयाची जागा क्वार्ट्ज पूलने घेतली आहे आणि प्रत्येक शंट केलेल्या प्रवाहाचे फ्लेक्स वरच्या दिशेने उतारावरून स्पष्टपणे पाहिले जाऊ शकतात.याव्यतिरिक्त, उप-व्हिडिओ 3 संपादित केला आहे की उप-व्हिडिओ 2 चा तरंगलांबी बदलणारा भाग पुन्हा प्ले केला जातो.आरशांच्या डीकोक्रोमॅटिक अॅरेच्या वैशिष्ट्यांची ही सर्वात स्पष्ट अभिव्यक्ती आहे.
वरील परिणाम दर्शवितात की उत्पादित डेकक्रोमॅटिक मिरर अॅरे किंवा नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर हेतूनुसार कार्य करते.नवीन नऊ-कलर स्पेक्ट्रोमीटर थेट इमेज सेन्सर बोर्डवर अॅडॉप्टरसह डेकक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेला माउंट करून तयार केले जाते.
400 ते 750 nm तरंगलांबी श्रेणीसह चमकदार प्रवाह, चार रेडिएशन बिंदू φ50 μm द्वारे उत्सर्जित, अंजीर 2c च्या समतल लंब दिशेने 1 मिमी अंतरावर स्थित आहे, अनुक्रमे 31, 34 संशोधन करते. चार-लेन्स अॅरे असतात फोकल लांबी 1.4 मिमी आणि 1 मिमी पिचसह चार लेन्स φ1 मिमी.चार कोलिमेटेड प्रवाह (चार C0) नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरच्या DP वर घटना आहेत, 1 मिमी अंतराने अंतरावर आहे.डायक्रोइक मिररचा एक अॅरे प्रत्येक प्रवाह (C0) नऊ रंग प्रवाहांमध्ये (C1-C9) विभाजित करतो.परिणामी 36 प्रवाह (C1-C9 चे चार संच) नंतर थेट डायक्रोइक मिररच्या अॅरेशी जोडलेल्या CMOS (S) इमेज सेन्सरमध्ये थेट इंजेक्ट केले जातात.परिणामी, अंजीर 5a मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, लहान कमाल ऑप्टिकल पथ फरक आणि लहान कमाल ऑप्टिकल मार्गामुळे, सर्व 36 प्रवाहांच्या प्रतिमा एकाच वेळी आणि समान आकारासह स्पष्टपणे शोधल्या गेल्या.डाउनस्ट्रीम स्पेक्ट्रानुसार (पूरक आकृती S4 पहा), C1, C2 आणि C3 या चार गटांची प्रतिमा तीव्रता तुलनेने कमी आहे.छत्तीस प्रतिमा 0.57 ± 0.05 मिमी आकाराच्या होत्या (म्हणजे ± SD).अशा प्रकारे, प्रतिमा वाढीची सरासरी 11.4 झाली.प्रतिमांमधील अनुलंब अंतर सरासरी 1 मिमी (लेन्स अ‍ॅरेसारखेच अंतर) आणि क्षैतिज अंतर सरासरी 1.6 मिमी (डायक्रोइक मिरर अ‍ॅरे सारखे अंतर) आहे.प्रतिमेचा आकार प्रतिमांमधील अंतरापेक्षा खूपच लहान असल्यामुळे, प्रत्येक प्रतिमा स्वतंत्रपणे (कमी क्रॉसस्टॉकसह) मोजली जाऊ शकते.दरम्यान, आमच्या मागील अभ्यासात वापरल्या गेलेल्या पारंपरिक सात-रंगाच्या स्पेक्ट्रोमीटरने नोंदवलेल्या अठ्ठावीस प्रवाहांच्या प्रतिमा चित्र 5 B मध्ये दर्शविल्या आहेत. नऊ डायक्रोइकच्या अॅरेमधून सर्वात उजवीकडील दोन डायक्रोइक मिरर काढून सात डायक्रोइक मिररचा अॅरे तयार केला गेला. आकृती 1a मध्ये आरसे.सर्व प्रतिमा तीक्ष्ण नसतात, प्रतिमेचा आकार C1 ते C7 पर्यंत वाढतो.अठ्ठावीस प्रतिमांचा आकार 0.70 ± 0.19 मिमी आहे.म्हणून, सर्व प्रतिमांमध्ये उच्च प्रतिमा रिझोल्यूशन राखणे कठीण आहे.आकृती 5b मधील प्रतिमा आकार 28 साठी भिन्नता गुणांक (CV) 28% होता, तर आकृती 5a मधील प्रतिमा आकार 36 साठी CV 9% पर्यंत कमी झाला.वरील परिणाम दर्शविते की नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर केवळ एकाच वेळी मोजलेल्या रंगांची संख्या सात ते नऊ पर्यंत वाढवत नाही तर प्रत्येक रंगासाठी उच्च प्रतिमा रिझोल्यूशन देखील आहे.
पारंपारिक आणि नवीन स्पेक्ट्रोमीटरद्वारे तयार केलेल्या विभाजित प्रतिमेच्या गुणवत्तेची तुलना.(a) नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरने व्युत्पन्न केलेल्या नऊ-रंग विभक्त प्रतिमांचे (C1-C9) चार गट.(b) सात-रंग विभक्त प्रतिमांचे चार संच (C1-C7) पारंपारिक सात-रंग स्पेक्ट्रोमीटरने तयार होतात.चार उत्सर्जन बिंदूंपासून 400 ते 750 nm तरंगलांबी असलेले फ्लक्सेस (C0) अनुक्रमे प्रत्येक स्पेक्ट्रोमीटरवर एकत्रित केले जातात आणि घटना घडतात.
नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरच्या वर्णक्रमीय वैशिष्ट्यांचे प्रायोगिकरित्या मूल्यमापन केले गेले आणि मूल्यमापन परिणाम आकृती 6 मध्ये दर्शविलेले आहेत. लक्षात ठेवा की आकृती 6a आकृती 5a प्रमाणेच परिणाम दर्शवते, म्हणजे 4 C0 400–750 nm च्या तरंगलांबीवर, सर्व 36 प्रतिमा शोधल्या जातात. (4 गट C1–C9).याउलट, आकृती 6b–j मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, जेव्हा प्रत्येक C0 ची विशिष्ट तरंगलांबी 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670, किंवा 690 nm असते, तेव्हा जवळजवळ फक्त चार संबंधित प्रतिमा असतात (चार गट शोधले C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 किंवा C9).तथापि, चार संबंधित प्रतिमांना लागून असलेल्या काही प्रतिमा अतिशय कमकुवतपणे शोधल्या गेल्या आहेत कारण आकृती 4b मध्ये दर्शविलेले C1–C9 ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रा किंचित ओव्हरलॅप होते आणि पद्धतीमध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे प्रत्येक C0 ला विशिष्ट तरंगलांबीवर 10 nm बँड असतो.हे परिणाम अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या C1-C9 ट्रान्समिशन स्पेक्ट्राशी सुसंगत आहेत.4b आणि पूरक व्हिडिओ 2 आणि 3. दुसऱ्या शब्दांत, नऊ कलर स्पेक्ट्रोमीटर अंजीरमध्ये दर्शविलेल्या परिणामांवर आधारित अपेक्षेप्रमाणे कार्य करते.4ब.म्हणून, असा निष्कर्ष काढला जातो की प्रतिमा तीव्रता वितरण C1-C9 प्रत्येक C0 चे स्पेक्ट्रम आहे.
नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरची वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये.नवीन नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर नऊ-रंग विभक्त प्रतिमांचे चार संच (C1-C9) निर्माण करतो जेव्हा घटना प्रकाश (चार C0) ची तरंगलांबी (a) 400-750 nm असते (आकृती 5a मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे), (b) 530 एनएमnm, (c) 550 nm, (d) 570 nm, (e) 590 nm, (f) 610 nm, (g) 630 nm, (h) 650 nm, (i) 670 nm, (j) 690 nm, अनुक्रमे
विकसित नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर चार-केशिका इलेक्ट्रोफोरेसीससाठी वापरले गेले (तपशीलासाठी, पूरक सामग्री पहा)31,34,35.चार-केशिका मॅट्रिक्समध्ये चार केशिका असतात (बाह्य व्यास 360 μm आणि आतील व्यास 50 μm) लेसर विकिरण साइटवर 1 मिमी अंतराने स्थित असतात.FL-6C (डाई 1), JOE-6C (डाई 2), dR6G (डाई 3), TMR-6C (डाई 4), CXR-6C (डाई 5), TOM- असे 8 रंगांसह लेबल केलेले डीएनए तुकडे असलेले नमुने. 6C (रंग 6), LIZ (रंग 7), आणि WEN (रंग 8) फ्लोरोसेंट तरंगलांबीच्या चढत्या क्रमाने, प्रत्येक चार केशिकामध्ये विभक्त केले जातात (यापुढे Cap1, Cap2, Cap3 आणि Cap4 म्हणून संदर्भित).Cap1-Cap4 मधील लेझर-प्रेरित फ्लोरोसेन्स चार लेन्सच्या अॅरेसह एकत्रित केले गेले आणि एकाच वेळी नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरने रेकॉर्ड केले गेले.इलेक्ट्रोफोरेसीस दरम्यान नऊ-रंग (C1-C9) फ्लूरोसेन्सची तीव्रता गतिशीलता, म्हणजेच प्रत्येक केशिकाचा नऊ-रंग इलेक्ट्रोफोरेग्राम, अंजीर 7a मध्ये दर्शविला आहे.Cap1-Cap4 मध्ये समतुल्य नऊ-रंग इलेक्ट्रोफोरेग्राम प्राप्त होतो.आकृती 7a मधील Cap1 बाणांनी दर्शविल्याप्रमाणे, प्रत्येक नऊ-रंगी इलेक्ट्रोफोरेग्रामवरील आठ शिखरे अनुक्रमे Dye1-Dye8 मधून एक फ्लूरोसेन्स उत्सर्जन दर्शवतात.
नऊ-रंग चार-केशिका इलेक्ट्रोफोरेसीस स्पेक्ट्रोमीटर वापरून आठ रंगांचे एकाचवेळी प्रमाणीकरण.(a) प्रत्येक केशिकाचा नऊ-रंग (C1-C9) इलेक्ट्रोफोरेग्राम.Cap1 बाणांनी दर्शविलेली आठ शिखरे आठ रंगांचे (Dye1-Dye8) वैयक्तिक फ्लोरोसेन्स उत्सर्जन दर्शवतात.बाणांचे रंग (b) आणि (c) रंगांशी जुळतात.(b) प्रति केशिका आठ रंगांचा (Dye1-Dye8) फ्लोरोसेन्स स्पेक्ट्रा.c प्रति केशिका आठ रंगांचे (Dye1-Dye8) इलेक्ट्रोफेरोग्राम.Dye7-लेबल केलेल्या DNA तुकड्यांची शिखरे बाणांनी दर्शविली आहेत आणि त्यांची Cap4 बेस लांबी दर्शविली आहे.
आठ शिखरांवर C1–C9 चे तीव्रतेचे वितरण अंजीर मध्ये दाखवले आहे.7b, अनुक्रमे.कारण C1-C9 आणि Dye1-Dye8 दोन्ही तरंगलांबी क्रमाने आहेत, अंजीर 7b मधील आठ वितरणे डावीकडून उजवीकडे अनुक्रमे Dye1-Dye8 चे फ्लोरोसेन्स स्पेक्ट्रा दाखवतात.या अभ्यासात, Dye1, Dye2, Dye3, Dye4, Dye5, Dye6, Dye7 आणि Dye8 अनुक्रमे किरमिजी, व्हायलेट, निळा, निळसर, हिरवा, पिवळा, नारंगी आणि लाल रंगात दिसतात.लक्षात घ्या की अंजीर 7a मधील बाणांचे रंग अंजीर 7b मधील डाई रंगांशी संबंधित आहेत.आकृती 7b मधील प्रत्येक स्पेक्ट्रमसाठी C1-C9 फ्लूरोसेन्स तीव्रता सामान्य केली गेली जेणेकरून त्यांची बेरीज एक असेल.Cap1-Cap4 मधून आठ समतुल्य फ्लोरोसेन्स स्पेक्ट्रा प्राप्त झाले.डाई 1-डाई 8 मधील फ्लोरोसेन्सचा वर्णक्रमीय ओव्हरलॅप स्पष्टपणे पाहू शकतो.
आकृती 7c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, प्रत्येक केशिकासाठी, आकृती 7a मधील नऊ-रंगी इलेक्ट्रोफोरेग्राम आकृती 7b मधील आठ फ्लूरोसेन्स स्पेक्ट्राच्या आधारे बहु-घटक विश्लेषणाद्वारे आठ-रंग इलेक्ट्रोफेरोग्राममध्ये रूपांतरित केले गेले (तपशीलांसाठी पूरक सामग्री पहा).आकृती 7a मधील प्रतिदीप्तिचा वर्णक्रमीय ओव्हरलॅप आकृती 7c मध्ये प्रदर्शित केला जात नसल्यामुळे, Dye1-Dye8 एकाच वेळी भिन्न प्रमाणात जरी Dye1-Dye8 फ्लूरोसेस होत असले तरीही प्रत्येक बिंदूवर स्वतंत्रपणे ओळखले जाऊ शकते आणि त्याचे प्रमाण निश्चित केले जाऊ शकते.हे पारंपारिक सात-रंग शोध31 सह केले जाऊ शकत नाही, परंतु विकसित नऊ-रंग डिटेक्शनसह साध्य केले जाऊ शकते.अंजीर 7c मध्ये Cap1 बाणांनी दाखवल्याप्रमाणे, फक्त फ्लोरोसेंट उत्सर्जन सिंगल Dye3 (निळा), Dye8 (लाल), Dye5 (हिरवा), Dye4 (निळसर), Dye2 (जांभळा), Dye1 (किरमिजी), आणि Dye6 (पिवळा) ) अपेक्षित कालक्रमानुसार पाळले जातात.डाई 7 (नारंगी) च्या फ्लोरोसेंट उत्सर्जनासाठी, नारिंगी बाणाने दर्शविलेल्या एकल शिखराव्यतिरिक्त, इतर अनेक एकल शिखरे पाहिली गेली.हा परिणाम या वस्तुस्थितीमुळे आहे की नमुन्यांमध्ये आकार मानके आहेत, Dye7 लेबल केलेले DNA तुकडे वेगवेगळ्या बेस लांबीसह आहेत.आकृती 7c मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, Cap4 साठी या बेस लांबी 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214 आणि 220 बेस लांबी आहेत.
दोन-लेयर डायक्रोइक मिररच्या मॅट्रिक्सचा वापर करून विकसित केलेल्या नऊ-कलर स्पेक्ट्रोमीटरची मुख्य वैशिष्ट्ये लहान आकार आणि साधी रचना आहेत.अंजीर मध्ये दर्शविले अॅडॉप्टर आत decachromatic मिरर अॅरे पासून.3c थेट इमेज सेन्सर बोर्डवर आरोहित (चित्र S1 आणि S2 पहा), नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये अॅडॉप्टर सारखेच परिमाण आहेत, म्हणजे 54 × 58 × 8.5 मिमी.(जाडी).हा अति-लहान आकार ग्रेटिंग किंवा प्रिझम वापरणार्‍या पारंपारिक स्पेक्ट्रोमीटरपेक्षा दोन ते तीन क्रमाने लहान असतो.याव्यतिरिक्त, नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर अशा प्रकारे कॉन्फिगर केले आहे की प्रकाश प्रतिमा सेन्सरच्या पृष्ठभागावर लंब आघात करतो, मायक्रोस्कोप, फ्लो सायटोमीटर किंवा विश्लेषक यांसारख्या प्रणालींमध्ये नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरसाठी जागा सहजपणे दिली जाऊ शकते.प्रणालीच्या आणखी मोठ्या सूक्ष्मीकरणासाठी केशिका जाळीचे इलेक्ट्रोफोरेसीस विश्लेषक.त्याच वेळी, नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या दहा डायक्रोइक मिरर आणि बँडपास फिल्टरचा आकार फक्त 10×1.9×0.5 मिमी किंवा 15×1.9×0.5 मिमी आहे.अशाप्रकारे, अशा 100 पेक्षा जास्त लहान डायक्रोइक मिरर आणि बँडपास फिल्टर अनुक्रमे डायक्रोइक मिरर आणि 60 मिमी 2 बँडपास फिल्टरमधून कापले जाऊ शकतात.म्हणून, कमी खर्चात डेकक्रोमॅटिक मिररचे अॅरे तयार केले जाऊ शकतात.
नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरचे आणखी एक वैशिष्ट्य म्हणजे त्याची उत्कृष्ट वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये.विशेषतः, हे स्नॅपशॉटच्या वर्णक्रमीय प्रतिमांचे संपादन करण्यास अनुमती देते, म्हणजे, स्पेक्ट्रल माहितीसह प्रतिमांचे एकाचवेळी संपादन.प्रत्येक प्रतिमेसाठी, 520 ते 700 nm तरंगलांबी श्रेणी आणि 20 nm च्या रिझोल्यूशनसह एक सतत स्पेक्ट्रम प्राप्त केला गेला.दुसऱ्या शब्दांत, प्रत्येक प्रतिमेसाठी प्रकाशाच्या नऊ रंगांची तीव्रता शोधली जाते, म्हणजे नऊ 20 nm बँड, तरंगलांबी श्रेणी 520 ते 700 nm पर्यंत विभाजित करतात.डायक्रोइक मिरर आणि बँडपास फिल्टरची वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये बदलून, नऊ बँडची तरंगलांबी श्रेणी आणि प्रत्येक बँडची रुंदी समायोजित केली जाऊ शकते.नऊ कलर डिटेक्शनचा वापर केवळ स्पेक्ट्रल इमेजिंग (या अहवालात वर्णन केल्याप्रमाणे) सह फ्लोरोसेन्स मापनांसाठीच नाही तर स्पेक्ट्रल इमेजिंग वापरून इतर अनेक सामान्य अनुप्रयोगांसाठी देखील केला जाऊ शकतो.जरी हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग शेकडो रंग शोधू शकते, असे आढळून आले आहे की शोधण्यायोग्य रंगांच्या संख्येत लक्षणीय घट करूनही, दृश्याच्या क्षेत्रातील एकाधिक वस्तू अनेक अनुप्रयोगांसाठी पुरेशा अचूकतेसह ओळखल्या जाऊ शकतात38,39,40.स्पेसियल रिझोल्यूशन, स्पेक्ट्रल रिझोल्यूशन आणि टेम्पोरल रिझोल्यूशनचा स्पेक्ट्रल इमेजिंगमध्ये ट्रेडऑफ असल्यामुळे, रंगांची संख्या कमी केल्याने स्थानिक रिझोल्यूशन आणि टेम्पोरल रिझोल्यूशन सुधारू शकते.हे या अभ्यासात विकसित केलेल्या साध्या स्पेक्ट्रोमीटरचा देखील वापर करू शकते आणि गणनेचे प्रमाण कमी करू शकते.
या अभ्यासात, नऊ रंगांच्या शोधावर आधारित त्यांच्या ओव्हरलॅपिंग फ्लूरोसेन्स स्पेक्ट्राच्या वर्णक्रमीय पृथक्करणाद्वारे एकाच वेळी आठ रंगांचे प्रमाण निश्चित केले गेले.नऊ रंगांपर्यंत एकाच वेळी परिमाण करता येते, वेळ आणि जागेत सहअस्तित्व.नऊ-कलर स्पेक्ट्रोमीटरचा एक विशेष फायदा म्हणजे त्याचा उच्च प्रकाशमय प्रवाह आणि मोठे छिद्र (1 × 7 मिमी).डीकेन मिरर अॅरेमध्ये प्रत्येक नऊ तरंगलांबीच्या श्रेणींमध्ये छिद्रातून जास्तीत जास्त 92% प्रकाश प्रसारित केला जातो.520 ते 700 एनएम तरंगलांबी श्रेणीमध्ये घटना प्रकाश वापरण्याची कार्यक्षमता जवळजवळ 100% आहे.तरंगलांबीच्या इतक्या विस्तृत श्रेणीमध्ये, कोणतेही विवर्तन जाळी वापरण्याची इतकी उच्च कार्यक्षमता प्रदान करू शकत नाही.एखाद्या विशिष्ट तरंगलांबीवर विवर्तन जाळीची विवर्तन कार्यक्षमता 90% पेक्षा जास्त असली तरीही, त्या तरंगलांबी आणि विशिष्ट तरंगलांबीमधील फरक जसजसा वाढत जातो, तसतसे दुसर्‍या तरंगलांबीवरील विवर्तन कार्यक्षमता कमी होते41.अंजीर 2c मधील विमानाच्या दिशेला लंब असलेल्या छिद्राची रुंदी 7 मिमी ते इमेज सेन्सरच्या रुंदीपर्यंत वाढवता येते, जसे की या अभ्यासात वापरलेल्या इमेज सेन्सरच्या बाबतीत, डीकॅमर अॅरेमध्ये किंचित बदल करून.
या अभ्यासात दाखवल्याप्रमाणे नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर केवळ केशिका इलेक्ट्रोफोरेसीससाठीच नव्हे तर इतर विविध कारणांसाठी देखील वापरला जाऊ शकतो.उदाहरणार्थ, खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, नऊ-रंगांचे स्पेक्ट्रोमीटर फ्लोरोसेन्स मायक्रोस्कोपवर लागू केले जाऊ शकते.नमुन्याचे विमान नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरच्या इमेज सेन्सरवर 10x उद्दिष्टाद्वारे प्रदर्शित केले जाते.ऑब्जेक्टिव्ह लेन्स आणि इमेज सेन्सरमधील ऑप्टिकल अंतर 200 मिमी आहे, तर नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटर आणि इमेज सेन्सरच्या घटना पृष्ठभागामधील ऑप्टिकल अंतर केवळ 12 मिमी आहे.म्हणून, प्रतिमा घटनेच्या समतल भागामध्ये अंदाजे छिद्राच्या आकारात (1 × 7 मिमी) कापली गेली आणि नऊ रंगांच्या प्रतिमांमध्ये विभागली गेली.म्हणजेच, नऊ-रंगाच्या स्नॅपशॉटची स्पेक्ट्रल प्रतिमा नमुना विमानात 0.1×0.7 मिमी क्षेत्रावर घेतली जाऊ शकते.याव्यतिरिक्त, आकृती 2c मधील क्षैतिज दिशेने उद्दिष्टाच्या सापेक्ष नमुना स्कॅन करून नमुना समतलातील मोठ्या क्षेत्राची नऊ-रंगी वर्णक्रमीय प्रतिमा प्राप्त करणे शक्य आहे.
डेकक्रोमॅटिक मिरर अ‍ॅरे घटक, म्हणजे M1-M9 आणि BP, Asahi Spectra Co., Ltd. ने मानक पर्जन्य पद्धती वापरून सानुकूलित केले होते.60 × 60 मिमी आकाराच्या आणि 0.5 मिमी जाडीच्या दहा क्वार्ट्ज प्लेट्सवर मल्टीलेअर डायलेक्ट्रिक मटेरियल वैयक्तिकरित्या लागू केले गेले होते, खालील आवश्यकता पूर्ण करतात: M1: IA = 45°, R ≥ 90% 520-590 nm वर, Tave ≥ 90% 610– वर 610 एनएम.700 nm, M2: IA = 45°, R ≥ 90% 520–530 nm वर, Tave ≥ 90% at 550–600 nm, M3: IA = 45°, R ≥ 90% at 540–590 nm, 570–600 nm वर %, M4: IA = 45°, R ≥ 90% 560–570 nm वर, Tave ≥ 90% वर 590–600 nm, M5: IA = 45°, R ≥ 98% वर 580-060m , R ≥ 98% 680–700 nm वर, M6: IA = 45°, Tave ≥ 90% 600–610 nm वर, R ≥ 90% वर 630–700 nm, M7: IA = 45°, R %90 वर 620–630 nm, Taw ≥ 90% 650–700 nm वर, M8: IA = 45°, R ≥ 90% वर 640–650 nm, Taw ≥ 90% वर 670–700 nm, M9: IA = 45°, R ≥ 90% ≥ 90% 650-670 nm वर, Tave ≥ 90% 690-700 nm वर, BP: IA = 0°, T ≤ 0.01% 505 nm वर, Tave ≥ 95% 530-690 nm वर T ≥ 95% 530-690% nm वर -690 nm वर आणि T ≤ 1% 725-750 nm वर, जिथे IA, T, Tave आणि R हे घटनांचे कोन, संप्रेषण, सरासरी संप्रेषण आणि अध्रुवीय प्रकाश परावर्तक आहेत.
LED प्रकाश स्रोत (AS 3000, AS ONE CORPORATION) द्वारे उत्सर्जित 400-750 nm च्या तरंगलांबीच्या श्रेणीसह पांढरा प्रकाश (C0) डायक्रोइक मिररच्या अॅरेच्या डीपीवर अनुलंबपणे संकलित झाला होता.LEDs चा पांढरा प्रकाश स्पेक्ट्रम पूरक आकृती S3 मध्ये दर्शविला आहे.एक ऍक्रेलिक टाकी (परिमाण 150 × 150 × 30 मिमी) थेट डीकॅमेरा मिरर अॅरेसमोर, PSU च्या समोर ठेवा.कोरड्या बर्फाला पाण्यात बुडवल्यावर निर्माण होणारा धूर नंतर अ‍ॅक्रेलिक टाकीमध्ये ओतला जात असे जे नऊ-रंगांच्या C1-C9 स्प्लिट स्ट्रीम्सच्या अ‍ॅरेमधून बाहेर पडतात.
वैकल्पिकरित्या, डीपीमध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी कोलिमेटेड पांढरा प्रकाश (C0) फिल्टरमधून जातो.फिल्टर मूळतः 0.6 च्या ऑप्टिकल घनतेसह तटस्थ घनता फिल्टर होते.नंतर मोटारयुक्त फिल्टर (FW212C, FW212C, Thorlabs) वापरा.शेवटी, ND फिल्टर पुन्हा चालू करा.नऊ बँडपास फिल्टरची बँडविड्थ अनुक्रमे C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 आणि C1 शी संबंधित आहेत.40 (ऑप्टिकल लांबी) x 42.5 (उंची) x 10 मिमी (रुंदी) च्या अंतर्गत परिमाणे असलेला क्वार्ट्ज सेल डीकोक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेसमोर, बीपीच्या समोर ठेवला होता.क्वार्ट्ज सेलमध्ये धुराची एकाग्रता टिकवून ठेवण्यासाठी क्वार्ट्ज सेलमध्ये नळीद्वारे धूर टाकला जातो, ज्यामुळे डेकक्रोमॅटिक मिरर अॅरेमधून निघणाऱ्या नऊ-रंगांच्या C1-C9 स्प्लिट स्ट्रीम्सची कल्पना येते.
आयफोन XS वर टाइम-लॅप्स मोडमध्ये डेकॅनिक मिररच्या अॅरेमधून निघणाऱ्या नऊ-रंगांच्या स्प्लिट लाइट स्ट्रीमचा व्हिडिओ कॅप्चर करण्यात आला होता.दृश्याच्या प्रतिमा 1 fps वर कॅप्चर करा आणि 30 fps (पर्यायी व्हिडिओ 1 साठी) किंवा 24 fps (पर्यायी व्हिडिओ 2 आणि 3 साठी) व्हिडिओ तयार करण्यासाठी प्रतिमा संकलित करा.
डिफ्यूजन प्लेटवर 50 µm जाडीची स्टेनलेस स्टील प्लेट (1 मिमीच्या अंतराने 50 µm व्यासाची चार छिद्रे असलेली) ठेवा.400-750 nm च्या तरंगलांबीचा प्रकाश डिफ्यूझर प्लेटवर विकिरणित केला जातो, 700 nm च्या कटऑफ तरंगलांबीसह लहान ट्रांसमिशन फिल्टरद्वारे हॅलोजन दिव्यातून प्रकाश पास करून प्राप्त होतो.प्रकाश स्पेक्ट्रम पूरक आकृती S4 मध्ये दर्शविला आहे.वैकल्पिकरित्या, प्रकाश 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 आणि 690 nm केंद्रस्थानी असलेल्या 10 nm बँडपास फिल्टरपैकी एका मधून जातो आणि डिफ्यूझर प्लेटवर आदळतो.परिणामी, डिफ्यूझर प्लेटच्या समोर असलेल्या स्टेनलेस स्टीलच्या प्लेटवर φ50 μm व्यासाचे आणि भिन्न तरंगलांबी असलेले चार रेडिएशन बिंदू तयार झाले.
आकृती 1 आणि 2. C1 आणि C2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे नऊ-रंग स्पेक्ट्रोमीटरवर चार लेन्ससह चार-केशिका अॅरे बसवले आहेत.चार केशिका आणि चार लेन्स मागील अभ्यासांप्रमाणेच होते 31,34.505 nm ची तरंगलांबी आणि 15 mW ची शक्ती असलेला लेसर बीम एकाच वेळी आणि समान रीतीने बाजूपासून चार केशिकांच्या उत्सर्जन बिंदूंपर्यंत विकिरणित केला जातो.प्रत्येक उत्सर्जन बिंदूद्वारे उत्सर्जित होणारा फ्लूरोसेन्स संबंधित लेन्सद्वारे एकत्रित केला जातो आणि डेकक्रोमॅटिक मिररच्या अॅरेद्वारे नऊ रंग प्रवाहांमध्ये विभक्त केला जातो.परिणामी 36 प्रवाहांना नंतर थेट CMOS इमेज सेन्सर (C11440–52U, हमामात्सु फोटोनिक्स K·K.) मध्ये इंजेक्ट केले गेले आणि त्यांच्या प्रतिमा एकाच वेळी रेकॉर्ड केल्या गेल्या.
ABI PRISM® BigDye® प्राइमर सायकल सिक्वेन्सिंग रेडी रिअॅक्शन किट (अप्लाईड बायोसिस्टम्स), 4 µl GeneScan™ 600 LIZ™ डाई प्रत्येक केशिकासाठी 1 µl PowerPlex® 6C मॅट्रिक्स स्टँडर्ड (प्रोमेगा कॉर्पोरेशन), 1 µl आकारमान मिक्स करून मिसळले गेले.v2.0 (थर्मो फिशर सायंटिफिक) आणि 14 μl पाणी.PowerPlex® 6C मॅट्रिक्स स्टँडर्डमध्ये सहा रंगांसह लेबल केलेल्या सहा DNA तुकड्यांचा समावेश होतो: FL-6C, JOE-6C, TMR-6C, CXR-6C, TOM-6C आणि WEN, कमाल तरंगलांबीच्या क्रमाने.या DNA तुकड्यांची मूळ लांबी उघड केलेली नाही, परंतु WEN, CXR-6C, TMR-6C, JOE-6C, FL-6C आणि TOM-6C असे लेबल केलेल्या DNA तुकड्यांचा बेस लांबीचा क्रम ज्ञात आहे.ABI PRISM® BigDye® प्राइमर सायकल सिक्वेन्सिंग रेडी रिअॅक्शन किटमधील मिश्रणामध्ये dR6G डाईने लेबल केलेला DNA तुकडा असतो.डीएनए तुकड्यांच्या पायाची लांबी देखील उघड केलेली नाही.GeneScan™ 600 LIZ™ डाई आकार मानक v2.0 मध्ये 36 LIZ-लेबल केलेले DNA तुकडे समाविष्ट आहेत.या DNA तुकड्यांची पायाभूत लांबी 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214, 220, 240, 250, 260, 280, 30, 30,43,42, 360, 380, 400, 414, 420, 440, 460, 480, 500, 514, 520, 540, 560, 580 आणि 600 बेस.नमुने 3 मिनिटांसाठी 94 डिग्री सेल्सिअस तापमानात विकृत केले गेले, नंतर 5 मिनिटांसाठी बर्फावर थंड केले गेले.नमुने प्रत्येक केशिकामध्ये 26 V/cm वर 9 s साठी इंजेक्ट केले गेले आणि POP-7™ पॉलिमर द्रावणाने (थर्मो फिशर सायंटिफिक) भरलेल्या प्रत्येक केशिकामध्ये 36 सेमी प्रभावी लांबी आणि 181 व्ही/सेमी व्होल्टेजसह वेगळे केले गेले. 60° चा कोन.पासून.
या अभ्यासादरम्यान प्राप्त केलेला किंवा विश्‍लेषित केलेला सर्व डेटा या प्रकाशित लेखात आणि त्याची अतिरिक्त माहिती समाविष्ट केली आहे.या अभ्यासाशी संबंधित इतर डेटा संबंधित लेखकांकडून वाजवी विनंतीवर उपलब्ध आहे.
खान, एमजे, खान, एचएस, युसुफ, ए., खुर्शीद, के. आणि अब्बास, ए. हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग विश्लेषणातील वर्तमान ट्रेंड: एक पुनरावलोकन.IEEE 6, 14118–14129 वर प्रवेश करा.https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2812999 (2018).
वॉन, एएच खगोलशास्त्रीय इंटरफेरोमेट्रिक फॅब्री-पेरोट स्पेक्ट्रोस्कोपी.स्थापित करा.आदरणीय अॅस्ट्रॉन.खगोल भौतिकशास्त्र५, १३९-१६७.https://doi.org/10.1146/annurev.aa.05.090167.001035 (1967).
Goetz, AFH, Wein, G., Solomon, JE आणि Rock, BN स्पेक्ट्रोस्कोपी ऑफ अर्थ रिमोट सेन्सिंग प्रतिमा.विज्ञान 228, 1147–1153.https://doi.org/10.1126/science.228.4704.1147 (1985).
योकोया, एन., ग्रोहनफेल्ड, सी., आणि चानुसॉट, जे. हायपरस्पेक्ट्रल आणि मल्टीस्पेक्ट्रल डेटाचे फ्यूजन: अलीकडील प्रकाशनांचे तुलनात्मक पुनरावलोकन.IEEE पृथ्वी विज्ञान.जर्नल ऑफ रिमोट सेन्सिंग.५:२९-५६.https://doi.org/10.1109/MGRS.2016.2637824 (2017).
Gowen, AA, O'Donnell, SP, Cullen, PJ, Downey, G. आणि Frias, JM हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग हे गुणवत्ता नियंत्रण आणि अन्न सुरक्षिततेसाठी एक नवीन विश्लेषणात्मक साधन आहे.अन्न विज्ञानातील ट्रेंड.तंत्रज्ञान.१८, ५९०-५९८.https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.06.001 (2007).
ElMasri, G., Mandour, N., Al-Rejaye, S., Belin, E. आणि Rousseau, D. बियाणे फेनोटाइप आणि गुणवत्तेचे निरीक्षण करण्यासाठी मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंगचे अलीकडील अनुप्रयोग - एक पुनरावलोकन.सेन्सर्स 19, 1090 (2019).
लिआंग, एच. पुरातत्व आणि कला संरक्षणासाठी मल्टीस्पेक्ट्रल आणि हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंगमध्ये प्रगती.भौतिक 106, 309–323 साठी अर्ज करा.https://doi.org/10.1007/s00339-011-6689-1 (2012).
फॉरेन्सिक ट्रेसच्या संपर्क नसलेल्या विश्लेषणासाठी एडेलमन जीजे, गॅस्टन ई., व्हॅन लीउवेन टीजी, कुलेन पीजे आणि अल्डर्स एमकेजी हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग.गुन्हेगारी.अंतर्गत 223, 28-39.https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2012.09.012 (2012).