Kvantitatiivinen koherentti Raman-mikroskopia : hyperspektrikuvan analysointi
Makkonen, Hanna (2021)
Kandidaatintyö
2021
School of Engineering Science, Laskennallinen tekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021050428745
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021050428745
Tiivistelmä
Kandidaatintyön tavoitteena oli perehtyä koherenttiin anti-Stokes Raman-mikrospektroskopiaan (CARS) sekä sen hyödyntämiseen hyperspektrikuvan kvantitatiivisessa analyysissa. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään Raman-sironnan sekä CARS-mikrospektroskopian teoriaa. Lisäksi tutustutaan maksimientropiamenetelmän (MEM) käyttöön vaihelaskennassa ja wavelet-prisma-hajotelman (WP) soveltamiseen CARS-spektrin taustakorjauksessa.
Hyperspektrikuvan analysointia demonstroitiin MATLAB-ohjelmiston avulla. Aineistona käytettiin hyperspektrikuvaa, joka oli mitattu proteiinipisaroista CARS-menetelmällä. Datasta muodostettiin hiili-vetysidosten konsentraatioita havainnollistava kuva. Lisäksi esiteltiin WP-hajotelman soveltamista taustakorjauksessa.
CARS-mikrospektroskopia on erittäin toimiva kuvantamismenetelmä esimerkiksi biologisten näytteiden kvantitatiivisessa analyysissa, etenkin menetelmän loistavan spatiaalisen resoluution ansiosta. CARS on nopea ja merkkiaineeton tapa selvittää kvantitatiivista tietoa molekyylien vibraatiotilojen perusteella mitatun spektrin perusteella. WP-hajotelma ja MEM ovat hyvin käyttökelpoisia CARS-spektrien matemaattisessa käsittelyssä.
Hyperspektrikuvan analysointia demonstroitiin MATLAB-ohjelmiston avulla. Aineistona käytettiin hyperspektrikuvaa, joka oli mitattu proteiinipisaroista CARS-menetelmällä. Datasta muodostettiin hiili-vetysidosten konsentraatioita havainnollistava kuva. Lisäksi esiteltiin WP-hajotelman soveltamista taustakorjauksessa.
CARS-mikrospektroskopia on erittäin toimiva kuvantamismenetelmä esimerkiksi biologisten näytteiden kvantitatiivisessa analyysissa, etenkin menetelmän loistavan spatiaalisen resoluution ansiosta. CARS on nopea ja merkkiaineeton tapa selvittää kvantitatiivista tietoa molekyylien vibraatiotilojen perusteella mitatun spektrin perusteella. WP-hajotelma ja MEM ovat hyvin käyttökelpoisia CARS-spektrien matemaattisessa käsittelyssä.