Projektbeschreibung
Erweiterung der Möglichkeiten der transienten Absorptionsspektroskopie
Die transiente Absorptionsspektroskopie dient als ein leistungsfähiges Instrument zur Überwachung der Dynamik photoangeregter Zustände in einer Probe. Ungeachtet ihres Potenzials erfordern derartige ultraschnelle nichtlineare Verfahren typischerweise großvolumige Proben und eine kohärente Detektion. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt FluoTRAM wird ein neu entwickeltes Verfahren zum Nachweis der Fluoreszenz einer Probe nutzen und es auf die transiente Absorptionsspektroskopie anwenden. Das Verfahren sollte zusätzliche Informationen über die Anregungsdynamik in den Proben zu Tage bringen. Diese Informationen könnten sich in vielen Bereichen als nützlich erweisen, etwa bei der Korrelation der Anregungs- und Emissionsspektren von Farbstoffsonden, beim intramolekularen Ladungstransfer in fluoreszierenden Proteinen sowie beim Ladungstransfer und der Rekombination in organischen Materialien.
Ziel
Fluorescence microscopy is an indispensable tool in many areas of research. In life sciences it has been perfected for biological sample imaging either by its autofluorescence or using fluorescent markers such as dyes or fluorescent proteins. It is thus possible to localize molecules in cells, obtaining wealth of information on their dynamics and environment. Despite its power, the fluorescence detection is, by its nature, limited to the information on the final, emissive state of the molecules after photoexcitation. Meanwhile, transient absorption spectroscopy enables to track the initial state of the molecules after absorption and the following excitation dynamics. However, such ultrafast nonlinear techniques typically require volume samples and coherent detection. We have recently developed a new way to measure transient absorption by detecting the sample fluorescence. In project FluoTRAM we will implement our technique in the fluorescence microscope, where it truly reveals its potential. Using the established imaging techniques and markers, FluoTRAM brings the additional information on the excitation event and the dynamics towards the emissive state. We will implement FluoTRAM in two parallel stages, the time resolution and the spectrally varying excitation. The time resolution will be achieved using chopped laser pulses, varying their delay by a delay stage and recording a difference fluorescence in a pump-probe fashion. The excitation spectrum scanning will be realized interferometrically, creating a phase-stable replica of the excitation pulse and scanning the delay between the two. The comprehensive additional information on the excitation dynamics from absorption to emission will be of great use in life sciences and beyond. Examples include correlation of the excitation and emission spectra (increased Stokes shift vs red shift) for dye probes, intramolecular charge transfer in fluorescent proteins, or charge transfer and recombination in organic materials.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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