超稳定的飞秒放大器在生物膜和表面活性剂的2D IR天博体育app研究中启用高数据输出

2D红外天博体育app的唯一功率

2D IR天博体育app是Baiz小组在其研究中使用的几种强大工具之一。 2D天博体育app法的原理已被充分了解，但是实施通常非常复杂。在常规（一维）红外吸收测量中，将吸收量作为单个参数的函数测量，即红外频率，通常使用FTIR（傅立叶变换）天博体育app仪。每个吸收峰对应于不同的分子振动。在2D IR中，通过两个红外源（称为泵和探针）有效测量吸收。然后，数据通常在两个频率中作为2D轮廓图绘制，其中对角线图只是线性频谱。如图1所示，假颜色用于表示这些数据图中的信号强度。 [1]

为什么？这种相当复杂的实验方法如何通过其他方式来获得什么？偏对峰的存在告诉您，这两个振动是耦合的 - 共享一个或多个原子，或在某种类型的化学相互作用中密切相关。例如，峰的形状揭示了均匀和不均匀的扩展成分，这转弯提供了有关分子与其附近环境相互作用的动态信息。还可以通过分析和建模从天博体育app集中提取其他更微妙的信息。 

虽然数据绘制在频域中，但如图1所示，使用超快激光脉冲在时间域中进行了大多数2D天博体育app。然后重复扫描两个泵脉冲之间的延迟，并将对探针脉冲的影响扭转到频域。 （这在概念上与FT-NMR的执行方式相似）。探针脉冲也是一个宽带飞秒脉冲，其中包含所有感兴趣的频率。通过样品，将其分散在单色器上，以直接获得探针频率轴。由于使用激光脉冲记录天博体育app，因此还可以控制泵和探头之间的延迟以显示时间行为，例如所有这些效果的相干时间。

具有多个功能的强大天博体育app系统

Baiz指出，“ 2D 天博体育app已很好地证实是探测脂质膜中氢键动力学的绝佳方法。与Bulbk相比，氢键/疏水差异是定义界面的氢键/疏水性差异。 Baiz补充说，他的研究的另一个优势是可以从羰基（C = O）拉伸振动中获得的相对强信号。大多数普通脂质都具有这些羰基，它们是与水氢键中的关键参与者，因此，这确实是他针对各种异质配方中脂质的工作的绝佳匹配。 [2-3]

2D 天博体育app设置中的激光源是A连贯的astrel天博体育app与可调的光学参数放大器（与NDFG相干的porpas Prime）结合使用。 Astrella是一种独特的单箱放大器，在800 nm左右的中心波长处产生100 FS脉冲。 OPA/NDFG设置可在整个中红外产生可调节的脉冲。通常将其调整为BAIZ设置中5.7和6.2微米之间的中心波长，该波长对应于1750-1580 cm-1的频率，以匹配脂质和蛋白质中的羰基拉伸振动。 100 FS脉冲宽度在相同的测量中提供了足够的天博体育app育app覆盖范围，可探测脂质酯羰基和蛋白质酰胺羰基。

带有同时空间和时间分辨率的温度测定法

图2示意性地显示了BAIZ实验室中使用的2D 天博体育app设置的主要元素。在超快2D 天博体育app实验的早期，使用定制设备生成了单独的脉冲。它们是在不同的梁路径上创建的，导致巨大的对齐挑战，以重叠样品处的所有光束，具有干涉质量。如今，像Baiz这样的研究人员使用商业脉冲塑形器（Phasetech Spectroscopy Inc.的QuickShape）来生成紧密间隔的激发脉冲，并且所有脉冲都是在单个胶线光束路径上产生的，从而大大简化了实验。。

相干信号 - 播放器（SDG Elite）的高级电子脉冲延迟功能（SDG Elite）对于某些更高级的实验（例如Transient-2D IR天博体育app）很有用。在此模式下，额外的紫外线激光用于光晶化学反应，然后通过2D IR跟踪。 [4]类似于传统的“泵探针”方法，该实现可以被视为“ UV-PUMP-2D IR探针”。 SDG Elite的多个输出用于同步光学设置的不同组件，如图2所示。

运营简单性最小化的大流行影响

2D 天博体育app设置在Baiz Lab中由多个学生和DOCS用作共享资源，这使得长期可靠性和简单操作astrel天博体育app与输出稳定性同样重要。 Baiz解释说：“学生在通常持续两周的时间段中分配了独家用途。对于此时间表，要顺利进行，公平地工作，我们需要可靠的按需表现。我们与Astrella一起得到可靠的工作。实际上，我们发现最好的解决方案就是找到最好的解决方案，只是让激光器不断地持续24/7，我们还想忘记它。激光问题。” Baiz说，Assrella的易于操作 - “这实际上只是一个光源”，这始终使他的学生能够将所有精力集中在经验上，而从不放在激光器上。但这对于由于共同造成的2020年大流行限制期间的实验室生产率尤为重要。他指出：“大学的限制意味着只有一个人可以在我们的实验室工作。因此，使用超快激光天博体育app育app具有最低现有经验的初级学生必须在没有直接帮助或监督的情况下工作。但是，这种人员的限制根本没有我们的实验室生产率下降，仅在2020年就提交了10篇论文。”。