WO2009125148A2 - Procede de determination de la configuration spatiale de molecules dans des particules ou macromolecules, notamment de la forme de particules metalliques nanometriques et dispositif pour sa mise en œuvre - Google Patents

Procede de determination de la configuration spatiale de molecules dans des particules ou macromolecules, notamment de la forme de particules metalliques nanometriques et dispositif pour sa mise en œuvre Download PDF

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WO2009125148A2
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cell
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Guillaume Bachelier
Emmanuel Benichou
Guillaume Revillod
Isabelle Russier-Antoine
Julien Duboisset
Pierre-François BREVET
Christian Jonin
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Universite Claude Bernard Lyon I
Centre National De La Recherche Scientifique
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for determining the spatial configuration of molecules in particles or macromolecules.
  • This method and this device are particularly suitable for determining the shape of nanometric metal particles.
  • the present invention provides a method and a device for characterizing the spatial configuration of molecules or macromolecules and in particular the shape of nanometric metal particles from their non-linear optical response to a high peak power excitation peak established by a laser for example.
  • the method of the invention is notably based on the exploitation of measurements of the intensity of Hyper-Rayleigh scattering, or HRS intensity (for Hyper-Rayleigh Scattering in English) in order to extract from these intensities information on the spatial configuration different assemblies of molecules and in particular the shape of nanometric metal particles.
  • HRS intensity for Hyper-Rayleigh Scattering in English
  • the object of the present invention is to provide a method that makes it possible to determine and characterize at a given moment the geometry and the spatial conformation of the molecules within an arrangement of molecules, in particular to characterize the shape of a metallic particle. nanoscale.
  • the particle (s) or macro-molecules placed in solution are excited by means of at least two polarized excitation light beams.
  • the photons of light diffused by at least one excited particle or macro-molecule present in the solution are detected in non-linear optics;
  • G which is a constant, ⁇ , F two tensors and ⁇ *, F * their conjugated complex tensors
  • the method of the present invention has the advantage of allowing the direct determination of the shape of the particles and the spatial configuration of molecules within aggregates or macromolecules from the measurement of the HRS intensity transmitted by these particles or macromolecules placed in solution, without further treatment or transformation of the tested samples.
  • the method works regardless of the nature of the solution in which the samples are placed, as long as it is transparent to the wavelengths of the light beams used.
  • the method of the present invention provides a good statistical representativity, as well as a very high sensitivity to defects (being considered as defects deviations from the organizations or forms having an inversion center) of the tested samples, in particular in comparison with a reading by electron microscopy in particular.
  • the implementation of the method of the invention is finally very simple, and it can be easily automated and compacted to make it exploitable on an industrial level.
  • the detection of photons of light diffused by at least one particle or macro-molecule excited in solution is carried out in a direction forming an angle ⁇ with the direction of incidence of a first light beam of excitation and forming an angle ⁇ with the direction of incidence of the second excitation light beam in the solution containing the particles or macro-molecules studied, ⁇ being different from ⁇ and greater than zero.
  • the excitation of the particles or macro-molecules in solution is carried out by at least two polarized light beams of coherent light, such as for example two polarized laser beams, and preferably two excitation beams whose incidence directions. relative to the solution containing the samples are perpendicular to each other.
  • the two excitation light beams are emitted by at least one coherent light source of the laser type, in particular a nanosecond or femtosecond type laser.
  • the polarization of each excitation light beam is rotated according to at least three distinct polarization angles during each phase of illumination and excitation of the particles or macro-waves. molecules in solution.
  • the detection direction of the photons of light diffused by the particles or macro-molecules studied is chosen to coincide with the direction of incidence of at least one of the two excitation light beams. the solution containing the particles or macromolecules.
  • Another object of the invention also resides in the provision of a particular device adapted for implementing the method of the invention.
  • This device comprises: means for producing at least two coherent light beams,
  • the cell or cell capable of containing at least one particle or macro-molecule placed in solution, the cell or cell being made of a material transparent to the two beams of coherent light in order to allow excitation, by these two beams, at least one particle or macro-molecule in solution placed in the cell or cell,
  • the means for producing the two coherent light beams comprise at least one coherent light source and means for dividing a single beam emitted by this source into two light beams distinct;
  • the means for orienting the light beams in two distinct bearing directions with respect to the cell or cell comprise reflecting mirrors and / or semi-reflecting mirrors;
  • the cell or cell consists of a material transparent to the wavelengths ⁇ and ⁇ / 2 of the at least two excitation beams;
  • the coherent light source is a source of the nanosecond or femtosecond laser type.
  • FIG. 1 represents a polar coordinate Hyper-Rayleigh (HRS) intensity scattering diagram on which the Cartesian coordinates decomposition of the HRS intensities values according to 3 different polarization angles to obtain the parameter values is schematically represented.
  • HRS Hyper-Rayleigh
  • a, b, c useful for calculating parameters r i and ⁇ 2 according to the method of the invention
  • FIG. 3 represents an exemplary device for implementing the method of the invention
  • FIG. 4 represents a representative diagram of the directions of the excitation beams according to the method of the invention.
  • the present invention provides a method for determining and characterizing the spatial configuration of molecules within a molecular array or the shape of nanometric metal particles.
  • This method is based on an optical method comprising in a simplified manner:
  • the method of the invention consists in exciting said particles or macro-molecules placed in solution using two El beams, E 2 pulsed and polarized lasers of different incidence and to collect and detect second harmonic light photons generated by the interaction of each excitation beam El, E2 with the particles in solution. From the detection of these photons of second harmonic light, the method of the invention proposes to draw a polarization-resolved Hyper Rayleigh scattering intensity (HRS) diagram as represented for example in FIG. non-linear optics emitted by particles or macro-molecules placed in solution under the excitation of each beam E1, E2.
  • HRS Hyper Rayleigh scattering intensity
  • the device of the invention firstly comprises means for producing at least two coherent light beams E1, E2 formed in the embodiment shown by a laser source 1 and a splitter plate 5.
  • the laser source 1 is in particular preferably a source of the nanosecond or femtosecond laser type. This source 1 emits a laser beam 2 whose wavelength ⁇ is located in the near infra-red, and preferably between 800 and 1100 nm.
  • the laser beam 2 encounters the separating plate 5 placed on the optical transmission axis of the source 1 so as to divide the laser beam 2 into two identical excitation beams E1 and E2.
  • a filter 3 to perfectly monochromatic the incident beams and polarization means formed for example by a half-wave plate 4.
  • These polarization means provide a determined polarization of the laser beam 2 before its division at the splitter plate 5, this polarization can be continuously modified in order to rotate the polarization of the beams E1 and E2 during at least three distinct angles during the illumination phases of the tested samples whose spatial configuration is to be determined or the form according to the method of the invention.
  • the two excitation beams E1, E2 are respectively guided by reflecting or semi-reflecting mirrors 7 towards a cell or cell 8 capable of containing at least one particle or macromolecule placed in solution.
  • This tank or cell 8 is advantageously constituted by a material transparent to the two excitation laser beams E1, E2 at their wavelength ⁇ and at their half-wavelength ⁇ / 2 to allow excitation, by these two beams, at least one particle or macro-molecule in solution placed in the tank 8.
  • This aqueous or organic solution must not influence the nonlinear optical response of the particles or macro-molecules placed therein at the excitation of the beams E1, E2. If necessary, its contribution may be subtracted by a measurement performed in the absence of particles or macromolecules.
  • the mirrors 7 are preferably suitably positioned to orient the two excitation beams E1, E2 to the vessel 8 in two non-collinear directions of incidence II, 12, and preferably perpendicular to each other.
  • the two bundles E1, E2 penetrate the tank 8 and the solution contained therein and meet at least one particle or macro-molecule bathed in said solution and whose geometric configuration is to be known.
  • This particle or macro-molecule is then subjected to the very high luminous power of the beams E1, E2 and then emits photons, or in all rigor at least one so-called photon of second harmonic generation, whose wavelength is equal to half of the fundamental wavelength ⁇ of the beams E1, E2.
  • the method of the present invention proposes it in a new and inventive way to achieve an excitation of the particles tested in two directions of incidence II, preferably 12 but not necessarily perpendicular, using two laser beams El, E2 excitation and polarized preferably linearly and which is further rotated polarization during each phase of illumination and excitation of the particles or macro-molecules in solution.
  • This Illumination is preferably performed according to only three distinct linear polarization angles. It should be noted here, however, that a higher number of polarization angles improves the results.
  • This series of measurements of the intensity as a function of the polarization angle makes it possible to draw a diagram as represented in FIG. 1, the adjustment of which by a simple mathematical function makes it possible to obtain coefficients a, b, c which will be presented subsequently.
  • the device also comprises an optical chopper 6 which enables alternately pass each of the excitation beams E1, E2 towards the test vessel 8 containing the particles tested in solution.
  • This optical chopper 6 thus makes it possible to limit any disturbance due to possible interferences between the two beams E1, E2 at the level of the particles in the tank 8 if the two beams E1, E2 were simultaneously projected towards the tank. It is thus possible to detect only the nonlinear response signals of the tested particles corresponding exactly to each of the two light excitations, for a better exploitation of the results.
  • the device of the invention comprises means for detecting light scattered photons by second harmonic generation (SHG) by at least one particle or macro -molecule in solution present in the tank 8 and excited by the beams E1, E2.
  • SHG second harmonic generation
  • These detecting means comprise in the first place an analyzer 9 composed of a collection lens of the scattered light coming out of the tank 8, a half-wave plate ⁇ / 2 to select the wavelength corresponding to the second harmonic light. and a polarizer cube, this device in series making it possible to take account of the biases of the spectrometer network with respect to a particular polarization selected.
  • the detection means and in particular the analyzer 9, are placed in such a way that the detection is carried out in a direction D forming an angle ⁇ with the direction of incidence II of a first excitation light beam and forming an angle ⁇ with the direction of incidence 12 of the second excitation light beam in the solution containing the particles or macro-molecules studied, ⁇ being different from ⁇ and greater than zero, as shown in FIG. 4.
  • the detection direction D coincides with the direction of incidence II, 12 of one of the excitation beams E1, E2, for example in the direction 12 in the embodiment shown in FIG.
  • the detecting means comprise, placed in series, a spectrometer 10, a photomultiplier 11 and a photon counter 12.
  • the photomultiplier 11 may also be replaced by a CCD camera or an avalanche photodiode, for example.
  • the photon counter 12 becomes superfluous and can be removed from the assembly, but a data processing routine must be added to extract the intensity measured at ⁇ / 2.
  • This detection means 9, 10, 11, 12 advantageously make it possible to select and then to detect the light diffused in non-linear optics in order to analyze the non-linear response of the particles placed in solution in the tank 8 and to establish from this response a electrical signal image of this response to a computer station 13.
  • This computer station 13 constitutes means for calculating the intensity of Hyper-Rayleigh scattering (HRS intensity) of the photons detected by the detection means as a function of each excitation beam El, E2 and their polarization and calculation for each beam of the parameters ⁇ E1 and ⁇ E 2 representative of the molecular organization within the macromolecules or the shape of the particles placed in the tank 8.
  • HRS intensity Hyper-Rayleigh scattering
  • C q G ⁇ Ak ⁇ ci 2 ([rL, ZXYY + TL, YXYY] [ ⁇ * L, ZXYY + T * L, YXYY]) the indices d and q respectively indicating a dipole and quadrupole component of the intensity values HRS a, b, c for each excitation beam (E1, E2), and with, in these relations: G which is a constant, ⁇ , two tensors and ⁇ *, r * their conjugated complex tensors,
  • [Ak) 2 the square differential of the wave vectors 2k of the fundamental and K the wave vector of the harmonic, and has the size of the particle or macroparticle.
  • the method of the invention can particularly find an application in fields such as the characterization of optoelectronic and optical components, then biosensors and biochips.

Abstract

La présente demande concerne un procédé et un dispositif de détermination de la configuration spatiale de molécules dans des particules ou macromolécules ou de la forme de particules métalliques nanométriques. Ce procédé prévoit l'excitation de dites particules ou macromolécules placées en solution par l'intermédiaire de deux faisceaux lasers (E1, E2) puisés identiques mais d'incidence I1, I2 différente par rapport aux particules testées puis la détection des photons de lumière de seconde harmonique (SHG) et l'établissement de diagrammes d'intensité de diffusion Hyper- Rayleigh (HRS) résolus en polarisation pour chacun des faisceaux d'excitation. A partir de chaque diagramme HRS ainsi déterminé on calcule pour chaque faisceau un paramètre ηE1, ηE2 caractéristique de la configuration spatiale des molécules au sein des particules testées, que l'on détermine par report des paramètres calculés dans un diagramme ηE2=f (ηE1) préalablement construit.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION DE LA CONFIGURATION SPATIALE DE MOLECULES DANS DES PARTICULES OU MACROMOLECULES, NOTAMMENT DE LA FORME DE PARTICULES METALLIQUES NANOMETRIQUES ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN ŒUVRE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détermination de la configuration spatiale de molécules dans des particules ou macromolécules. Ce procédé et ce dispositif sont notamment adaptés à la détermination de la forme de particules métalliques nanométriques. Plus particulièrement, la présente invention propose un procédé et un dispositif permettant la caractérisation de la configuration spatiale de molécules ou macromolécules et notamment de la forme de particules métalliques nanométriques à partir de leur réponse optique non-linéaire à une excitation lumineuse de forte puissance crête établie par un laser par exemple. Le procédé de l'invention est notamment basé sur l'exploitation de mesures de l'intensité de diffusion Hyper-Rayleigh, ou intensité HRS (pour Hyper-Rayleigh Scattering en anglais) afin d'extraire de ces intensités des informations sur la configuration spatiale de différents assemblages de molécules et en particulier de la forme de particules métalliques nanométriques. On connaît depuis quelques années déjà différentes méthodes de caractérisation des particules, dont les principales sont :
- la granulométrie, peu coûteuse mais qui ne donne que des indications rudimentaires sur la taille des particules ;
- la spectrométrie d'absorption, mais qui ne donne que des informations sur la composition des particules en l'absence de calibration et de contraintes strictes;
- la microscopie électronique, qui reste un examen long et coûteux et pose un gros problème de représentativité de l'échantillon en terme statistique.
Ces méthodes ne permettent pas de caractériser simplement l'organisation d'arrangements moléculaires ou de macromolécules à l'échelle micrométrique ou nanométrique ou la forme de particules métalliques nanométriques, à l'exception peut-être de la microscopie électronique. Depuis peu, un certain nombre de scientifiques et d'industriels ont commencé à explorer la voie des phénomènes optiques non-linéaires comme un moyen de caractérisation de la forme de particules et macromolécules, ainsi que de leurs changements. Plus particulièrement, la demande de brevet européen EP 1576394 A2 décrit une méthode de détection de changements conformationnels au sein de molécules en temps réel qui est basée sur la génération et la mesure d'intensité de faisceaux lumineux de seconde ou de tierce harmonique (SHG ou THG pour Second Harmonie Génération ou Third Harmonie Génération en anglais). Toutefois, cette méthode ne permet pas de renseigner sur l'organisation moléculaire exacte, à un instant donné t, d'un arrangement de molécules ou la forme d'une particule métallique nanométrique.
Des méthodes spectroscopiques mettant en œuvre des phénomènes non- linéaires de troisième ordre ont été expérimentées, comme dans le document US 2006/063188 Al pour retrouver la géométrie de molécules en solution. Cependant ces méthodes, basées sur l'observation de phénomènes vibratoires au niveau électronique des molécules et atomes les constituant, sont lourdes et coûteuses.
Le but de la présente invention est de procurer un procédé qui permette de déterminer et de caractériser à un instant donné la géométrie et la conformation spatiale des molécules au sein d'un arrangement de molécules, en particulier pour caractériser la forme d'une particule métallique nanométrique.
Un autre but de l'invention est de procurer un procédé tel que visé ci-dessus qui soit simple à mettre en œuvre et à exploiter et qui donnent des résultats fidèles et reproductibles. Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif pour la mise en œuvre du procédé susvisé et dont la réalisation et le coût d'exploitation soient viables sur le plan industriel.
Ces différents buts sont atteints selon un premier objet de l'invention grâce à un procédé de détermination de la configuration spatiale de molécules dans des particules ou macro-molécules ou de la forme d'une particule métallique nanométrique, selon lequel : - on met en solution au moins une particule ou macro-molécule dont on veut connaître la forme ou l'organisation moléculaire,
- on excite la ou les particules ou macro-molécules placées en solution par l'intermédiaire d'au moins deux faisceaux lumineux d'excitation polarisés se
5 propageant et pénétrant la solution selon deux directions d'incidences distinctes,
- on détecte en optique non linéaire les photons de lumière diffusée par au moins une particule ou macro-molécule excitée présente dans la solution ;
- on détermine l'intensité de diffusion Hyper Rayleigh (HRS) résolue en polarisation des photons de lumière diffusée détectés pour chaque faisceau
10 d'excitation,
- on établit un diagramme ηEi=f(ηE2) où ηE1 et ηE2 sont respectivement deux paramètres caractéristiques de l'organisation moléculaire au sein d'un assemblage de molécules ou de la forme d'une particule métallique nanométrique ayant une réponse non linéaire définis respectivement par les relations suivantes :
H -. (ZEl + CEI
15 ^1 = - D Z —El et
_ ((ZEl - (IEl) + (CEI - CEl)
Figure imgf000005_0001
où a, b, c sont les valeurs absolues de l'intensité de diffusion HRS selon trois angles distincts de polarisation de chaque faisceau d'excitation 20 et avec :
Figure imgf000005_0002
CEl=Cd+Cq et CE2=Cd ; les indices d et q indiquant respectivement une composante dipolaire et 25 quadripolaire des valeur d'intensité HRS a, b , c pour chaque faisceau d'excitation, ces différentes composantes étant définies par les relations mathématiques suivantes :
Figure imgf000005_0003
bd= G<4βχγyβ * XΩ- + 2βxcφ * XYY) Cd= G($xπ$ * XYY) aq=
Figure imgf000006_0001
+ TL, YXXXJT * L, ZXXX + F * L, YXXX]) , FXCT J bq= G * L , YXXX
Figure imgf000006_0002
* Z , KΏΎ
Figure imgf000006_0003
Cq= G{AkYa2([rL, ZXYY + TL, YXYY][Γ * L,ZXYY + T * L, YXYY] ) avec :
G qui est une constante, β , F deux tenseurs etβ *, F * leurs tenseurs complexes conjugués,
[AkY le différentiel carré des vecteurs d'ondes 2k du vecteur d'onde 2k du fondamental et de K le vecteur d'onde de l'harmonique, et a la taille de la particule ou macroparticule ;
- on calcule pour chaque intensité de diffusion HRS préalablement déterminée les deux paramètres ηE1 et ηE2 pour la particule ou macro-molécule étudiée et
- on en déduit la configuration géométrique des molécules dans la particule ou macro-molécule en reportant ces deux paramètres sur le graphique préalablement établi ηE2=f(ηEi)-
Le procédé de la présente invention présente l'avantage de permettre la détermination directe de la forme des particules et de la configuration spatiale de molécules au sein d'agrégats ou de macromolécules à partir de la mesure de l'intensité HRS transmise par ces particules ou macromolécules placées en solution, sans autre traitement ou transformation des échantillons testés. Le procédé fonctionne quelque soit la nature de la solution dans laquelle sont placés les échantillons, pour autant qu'elle soit transparente aux longueurs d'ondes des faisceaux lumineux utilisés. Par ailleurs, le procédé de la présente invention procure une bonne représentativité statistique, ainsi qu'une très grande sensibilité aux défauts (étant considérés comme défauts les écarts aux organisations ou formes présentant un centre d'inversion) des échantillons testés, notamment en comparaison d'une lecture par microscopie électronique en particulier. La mise en œuvre du procédé de l'invention est enfin très simple, et elle peut être facilement automatisée et rendue compacte afin de le rendre exploitable sur un plan industriel.
Conformément à une première caractéristique préférée du procédé de l'invention, la détection des photons de lumière diffusée par au moins une particule ou macro-molécule excitée en solution est réalisée selon une direction formant un angle α avec la direction d'incidence d'un premier faisceau lumineux d'excitation et formant un angle β avec la direction d'incidence du second faisceau lumineux d'excitation dans la solution contenant les particules ou macro-molécules étudiées, α étant différent de β et supérieur à zéro.
De préférence, l'excitation des particules ou macro-molécules en solution est réalisée par au moins deux faisceaux lumineux polarisés de lumière cohérente, comme par exemple deux faisceaux lasers polarisés, et de préférence encore deux faisceaux d'excitation dont les directions d'incidences par rapport à la solution contenant les échantillons sont perpendiculaires l'une de l'autre.
Conformément à une autre caractéristique préférée du procédé de l'invention, les deux faisceaux lumineux d'excitation sont émis par au moins une source de lumière cohérente de type laser, notamment un laser de type nanoseconde ou femtoseconde. Par ailleurs, conformément à une autre caractéristique du procédé de l'invention, on fait tourner la polarisation de chaque faisceau lumineux d'excitation selon au moins trois angles de polarisation distincts pendant chaque phase d'illumination et d'excitation des particules ou macro-molécules en solution.
Enfin, toujours selon le procédé de l'invention, la direction de détection des photons de lumière diffusée par les particules ou macro-molécules étudiées est choisie confondue à la direction d'incidence d'au moins un des deux faisceaux lumineux d'excitation dans la solution contenant les particules ou macromolécules.
Conformément à ce qui a été précédemment exposé, un autre objet de l'invention réside également dans la fourniture d'un dispositif particulier adapté pour la mise en œuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comporte : - des moyens de production d'au moins deux faisceaux de lumière cohérente,
- des moyens de polarisation d'au moins deux faisceaux de lumière cohérente,
- au moins une cuve ou cellule apte à contenir au moins une particule ou macro-molécule placée en solution, la cuve ou cellule étant constituée d'une matière transparente aux deux faisceaux de lumière cohérente pour permettre l'excitation, par ces deux faisceaux, d'au moins une particule ou macro-molécule en solution placée dans la cuve ou cellule,
- des moyens d'orientation des deux faisceaux de lumière cohérente selon deux directions d'incidence distinctes par rapport à la cuve ou cellule,
- des moyens de détection de photons de lumière diffusés par au moins une particule ou macro-molécule en solution présente dans la cuve ou cellule et excités par les deux faisceaux de lumière cohérente polarisés par les moyens de polarisation, - des moyens de calcul de l'intensité de diffusion Hyper-Rayleigh (intensité
HRS) détectée par les moyens de détection et de calcul et d'établissement du diagramme ηEi=f(ηE2) défini par le procédé de l'invention.
Différentes caractéristiques préférées du dispositif de l'invention prévoient également que : - les moyens de production des deux faisceaux de lumière cohérente comportent au moins une source de lumière cohérente et des moyens de division d'un faisceau unique émis par cette source en deux faisceaux lumineux distincts ;
- les moyens d'orientation des faisceaux lumineux selon deux directions d'incidences distinctes par rapport à la cuve ou cellule comportent des miroirs réfléchissants et/ou semi-réflechissants ;
- la cuve ou cellule est constituée d'un matériau transparent aux longueurs d'onde λ et λ/2 des au moins deux faisceaux d'excitation ;
- la source de lumière cohérente est une source de type laser nanoseconde ou femtoseconde. D'autres caractéristiques et avantages du procédé et du dispositif de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, effectuée en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 représente un diagramme d'intensité de diffusion Hyper- Rayleigh (HRS) en coordonnées polaires sur lequel on a représenté schématiquement la décomposition en coordonnées cartésiennes des valeurs d'intensités HRS selon 3 angles de polarisation distincts pour obtenir les valeurs de paramètres a, b, c utiles au calcul des paramètres r\i et η2 selon le procédé de l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de diagramme η2=f(ηi) calculé théoriquement et utilisé pour déterminer la configuration spatiale d'un arrangement de molécules non-centrosymétrique ou la forme de particules nanométriques selon le procédé de l'invention ;
- la figure 3 représente un exemple de dispositif pour la mise en œuvre du procédé de l'invention;
- la figure 4 représente un diagramme représentatif des directions des faisceaux d'excitation selon le procédé de l'invention.
La présente invention propose un procédé de détermination et de caractérisation de la configuration spatiale de molécules au sein d'un arrangement moléculaire ou de la forme de particules métalliques nanométriques.
Ce procédé est basé sur une méthode optique comprenant de façon simplifiée :
- d'une part une excitation de particules ou macro-molécules que l'on souhaite tester placées en solution à l'aide de deux faisceaux de lumière cohérente de très forte puissance et polarisée, et
- d'autre part une détection de la réponse optique non-linéaire émises par les particules ou macro-molécules excitées et un traitement de cette réponse afin d'en extraire une information sur la conformation de l'arrangement moléculaire au sein de ces macro-molécules ou sur la forme de particules métalliques nanométriques. Plus précisément, le procédé de l'invention consiste à exciter lesdites particules ou macro-molécules placées en solution à l'aide de deux faisceaux El, E 2 lasers puisés et polarisés d'incidence différente et à collecter et détecter les photons de lumière de seconde harmonique générés par l'interaction de chaque faisceau d'excitation El, E2 avec les particules en solution. A partir de la détection de ces photons de lumière de seconde harmonique, le procédé de l'invention propose de tracer un diagramme d'intensité de diffusion Hyper Rayleigh (HRS) résolue en polarisation tel que représenté par exemple sur la figure 1 pour la réponse optique non-linéaire émise par des particules ou macro-molécules placées en solution sous l'excitation de chaque faisceau El, E2.
Ainsi, deux diagrammes d'intensité HRS résolue en polarisation sont tracés, un pour chaque faisceau d'excitation laser. Ensuite, à partir de chaque diagramme HRS, on calcule un paramètre η caractéristique de la configuration spatiale d'un arrangement moléculaire ou d'une forme de particule métallique que l'on place sur un diagramme ηE2=f(ηEi) tel que représenté à la figure 2, préalablement établi de manière théorique comme il sera exposé par la suite. Ce diagramme ηE2=f(ηEi) établi un nuage de points qui chacun correspondent à un arrangement moléculaire ou une forme donnés tel que par exemple tétraèdre, antéprisme, cube etc.. Les paramètres ηEi etηE2 correspondent aux valeurs théoriques du paramètre η en fonction de :
- l'incidence du faisceau d'excitation laser considéré par rapport à la solution contenant les particules testées,
- d'un arrangement moléculaire ou d'une forme donnés,
- de la polarisation du faisceau d'excitation laser considéré.
Ainsi, en reportant le paramètre η calculé à partir des diagrammes HRS tracés à partir des mesures effectuées sur les échantillons testés on peut déterminer l'arrangement moléculaire ou la forme des particules testées.
Le procédé de l'invention va par la suite être décrit en détail dans un exemple préféré de mise en œuvre et à l'aide d'un dispositif spécialement conçu pour celle-ci tel que représenté à la figure 3.
Le dispositif de l'invention comporte tout d'abord des moyens de production d'au moins deux faisceaux de lumière cohérente El, E2 constitués dans l'exemple de réalisation présenté par une source laser 1 et une lame séparatrice 5. La source laser 1 est en particulier de préférence une source de type laser nanoseconde ou femtoseconde. Cette source 1 émet un faisceau laser 2 dont la longueur d'onde λ est située dans le proche infra-rouge, et de préférence comprise entre 800 et 1100 nm. Le faisceau laser 2 rencontre la lame séparatrice 5 placée sur l'axe optique d'émission de la source 1 de manière à diviser le faisceau laser 2 en deux faisceaux d'excitation identiques El et E2.
Il est également possible de générer les deux faisceaux lasers d'excitation El, E2 à partir de deux sources lasers indépendantes ; cependant cette solution présente l'inconvénient de son coût très important et d'un manque potentiel d'homogénéité et de cohérence entre les deux faisceaux ainsi générés.
Entre la source 1 et la lame séparatrice 5 sont disposés un filtre 3 pour rendre parfaitement monochromatique les faisceaux incidents et des moyens de polarisation formés par exemple par une lame demi-onde 4. Ces moyens de polarisation procurent une polarisation déterminée du faisceau laser 2 avant sa division au niveau de la lame séparatrice 5, cette polarisation pouvant être modifiée en continue afin de faire tourner selon au moins trois angles distincts la polarisation des faisceaux El et E2 pendant les phases d'illumination des échantillons testés dont on veut déterminer la configuration spatiale ou la forme selon le procédé de l'invention. Au sortir de la lame séparatrice 5, les deux faisceaux d'excitation El, E2 sont respectivement guidés par des miroirs réfléchissants ou semi-réfléchissants 7 vers une cuve ou cellule 8 apte à contenir au moins une particule ou macromolécule placée en solution.
Cette cuve ou cellule 8 est avantageusement constituée d'une matière transparente aux deux faisceaux laser d'excitation El, E2 à leur longueur d'onde λ ainsi qu'à leur demi-longueur d'onde λ/2 pour permettre l'excitation, par ces deux faisceaux, d'au moins une particule ou macro-molécule en solution placée dans la cuve 8. Cette solution aqueuse ou organique ne doit pas influencer la réponse optique non-linéaire des particules ou macro-molécules placées dans celle-ci à l'excitation des faisceaux El, E2. Le cas échéant, sa contribution peut être soustraite par une mesure réalisée en l'absence des particules ou macromolécules.
Les miroirs 7 sont de préférence positionnés de façon adaptée pour orienter les deux faisceaux d'excitation El, E2 vers la cuve 8 selon deux directions d'incidence II, 12 non colinéaires, et de préférence perpendiculaires l'une de l'autre. Ainsi guidés, les deux faisceaux El, E2 pénètrent la cuve 8 et la solution contenue à l'intérieur et rencontre au moins une particule ou macro-molécule baignant dans ladite solution et dont on veut connaître la configuration géométrique. Cette particule ou macro-molécule est alors soumise à la très forte puissance lumineuse des faisceaux El, E2 et émet alors des photons, ou en toute rigueur au moins un photon dit de génération de seconde harmonique, dont la longueur d'onde est égale à la moitié de la longueur d'onde fondamentale λ des faisceaux El, E2. Ce ou ces photon(s) de génération de seconde harmonique renseigne(nt), une fois détectés et leur réponse convenablement traitée en optique non-linéaire, sur l'écart de géométrie de la particule par rapport à une sphère parfaite comme cela a été décrit par exemple dans le document intitulé « electric dipole origin of the second harmonie génération of small metallic partides », paru dans la revue Physical Review B 71, 165407 (2005), J. Nappa, G. Revillod, I. Russier-Antoine, E. Benichou, C. Jonin, P. F. Brevet.
Toutefois dans cet article, l'excitation des particules n'est réalisée que selon une direction d'incidence, avec un seul faisceau, ce qui ne permet pas de caractériser exactement la forme exacte des particules ou la conformation spatiale de molécules au sein des macro-molécules.
Le procédé de la présente invention propose lui de façon nouvelle et inventive de réaliser une excitation des particules testées selon deux directions d'incidences II, 12 de préférence mais non obligatoirement perpendiculaires, à l'aide de deux faisceaux lasers El, E2 d'excitation et polarisés de préférence linéairement et dont on fait en outre tourner la polarisation pendant chaque phase d'illumination et d'excitation des particules ou macro-molécules en solution. Cette illumination est réalisée de préférence selon seulement trois angles de polarisation linéaire distincts. Il convient de noter ici toutefois qu'un nombre plus élevé d'angles de polarisation améliore les résultats. Cette série de mesures de l'intensité en fonction de l'angle de polarisation permet de tracer un diagramme tel que représenté à la figure 1 dont l'ajustement par une fonction mathématique simple permet d'obtenir des coefficients a, b, c qui seront présentés par la suite.
Afin de permettre une détection et une mesure précise des photons de lumière de seconde harmonique générés par les particules ou macro-molécules testées lors de la mise en en oeuvre du procédé de l'invention, le dispositif comporte également un hacheur optique 6 qui permet de laisser passer alternativement chacun des faisceaux d'excitation El, E2 en direction de la cuve de test 8 contenant les particules testées en solution.
Ce hacheur optique 6 permet ainsi de limiter toute perturbation dues à des interférences éventuelles entre les deux faisceaux El, E2 au niveau des particules dans la cuve 8 si les deux faisceaux El, E2 étaient projetés simultanément vers la cuve. Il est ainsi possible de ne détecter que les signaux de réponse non linéaire des particules testées correspondant exactement à chacune des deux excitations lumineuses, pour ensuite une meilleure exploitation des résultats.
Pour détecter précisément la réponse non-linéaire des particules testées placées en solution dans la cuve 8, le dispositif de l'invention comporte des moyens de détection de photons de lumière diffusés par génération de seconde harmonique (SHG) par au moins une particule ou macro-molécule en solution présente dans la cuve 8 et excités par les faisceaux El, E2.
Ces moyens de détections comportent en premier lieu un analyseur 9 composé d'une lentille de collection de la lumière diffusée sortant de la cuve 8, une lame demi-onde λ/2 pour sélectionner la longueur d'onde correspondant à la lumière de seconde harmonique et un cube polariseur, ce dispositif en série permettant de tenir compte des biais du réseau du spectrométre vis-à-vis d'une polarisation particulière sélectionnée. Les moyens de détection, et notamment l'analyseur 9, sont placés de telle sorte que la détection est réalisée selon une direction D formant un angle α avec la direction d'incidence II d'un premier faisceau lumineux d'excitation et formant un angle β avec la direction d'incidence 12 du second faisceau lumineux d'excitation dans la solution contenant les particules ou macro-molécules étudiées, α étant différent de β et supérieur à zéro, comme représenté sur la figure 4. De préférence, afin de simplifier l'exploitation des mesures, la direction de détection D est confondue avec la direction d'incidence II, 12 de l'un des faisceaux d'excitation El, E2, comme par exemple dans la direction 12 dans le mode de réalisation représenté à la figure 3.
Derrière l'analyseur 9, les moyens de détections comportent, placés en série, un spectromètre 10, un photomultiplicateur 11 et un compteur de photons 12.
En variante, le photomultiplicateur 11 peut également être remplacé par une caméra CCD ou une photodiode à avalanche par exemple. Dans le cas de d'une caméra CCD, le compteur de photons 12 devient superflu et peut être retiré du montage mais une routine informatique du traitement de données devra être ajoutée pour extraire l'intensité mesurée à λ/2.
Ces moyens de détection 9, 10, 11, 12 permettent avantageusement de sélectionner puis de détecter la lumière diffusée en optique non-linéaire pour analyser la réponse non-linéaire des particules placées en solution dans la cuve 8 et établir à partir de cette réponse un signal électrique image de cette réponse vers une station informatique 13. Cette station informatique 13 constitue des moyens de calcul de l'intensité de diffusion Hyper-Rayleigh (intensité HRS) des photons détectés par les moyens de détection en fonction de chaque faisceau d'excitation El, E2 et de leur polarisation et de calcul pour chaque faisceau des paramètres ηE1 et ηE2 représentatifs de l'organisation moléculaire au sein des macromolécules ou de la forme des particules placées dans la cuve 8.
La station informatique 13 permet en outre, avant la réalisation de mesures sur les particules testées, l'établissement d'un diagramme ηE2=f(ηEi) théorique représentatif de toutes les configurations géométriques et arrangements moléculaires possibles au sein de particules ou macro-molécules. L'établissement de ce diagramme ηE2=f(ηEi) théorique constitue une étape essentielle du procédé de l'invention. Ce diagramme est établi de manière empirique à partir des relations suivantes où ηE1 et ηE2 sont respectivement deux paramètres caractéristiques de l'organisation moléculaire au sein d'un assemblage de molécules ayant une réponse non linéaire définis respectivement par les relations suivantes : ClEl + CEI , H Λ T]El = — (1)
DEl et - CE2) {2)f
Figure imgf000015_0001
où a, b, c sont les valeurs absolues de l'intensité de diffusion HRS selon trois angles distincts de polarisation de chaque faisceau d'excitation El, E2 mis en œuvre dans le procédé de l'invention.
Les faisceaux El, E2 étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre et la détection se faisant dans la direction d'incidence de l'un des faisceaux (donc en transmission par rapport à la cuve 8), on peut calculer pour une configuration théorique quelconque les fractions dipolaires et quadripolaires pour chaque composante a, b, c des paramètres suivants, ηE1 et ηE2, ces fractions étant définies par les tenseurs suivants (pour chaque configuration les valeurs des tenseurs sont différentes) :
Figure imgf000015_0002
bd= G<4βχγyβ * XΩ- + 2βxcφ * XYY) Cd= G( $XYY$ * XYY) aq= G(àkYa2($TL, zxxx + TL, YXXXJT * L, zxxx + F * L,
Figure imgf000015_0003
Fz , Yxxx J[F * z , zxxx + F * z , YXXX J bq= G (Ak + FZ , EΏT J[Γ * L , zxxx + T * L , YXXX \
Figure imgf000015_0004
+ YL , YXXX J[F * L , ZXYY + F * L , YXYY Jy
Cq= G{Ak}ci2([rL, ZXYY + TL, YXYY][Γ * L, ZXYY + T * L, YXYY] ) les indices d et q indiquant respectivement une composante dipolaire et quadripolaire des valeur d'intensité HRS a, b, c pour chaque faisceau d'excitation (El, E2), et avec, dans ces relations : G qui est une constante, β , rdeux tenseurs etβ *, r * leurs tenseurs complexes conjugués,
[Ak)2 le différentiel carré des vecteurs d'ondes 2k du fonfamental et de K le vecteur d'onde de l'harmonique, et a la taille de la particule ou macroparticule. Une fois les fractions dipolaires et quadripolaires ci-dessus calculées on détermine ensuite les valeurs des composantes a, b, c des paramètres ηE1 et ηE2 liées à chaque faisceau d'excitation El, E2 conformément aux relations suivantes :
Figure imgf000016_0001
On peut ainsi déterminer pour une configuration géométrique théorique d'un arrangement moléculaire ou d'une forme de particules des valeurs correspondantes de paramètres ηE1 et ηE2, ce qui permet d'obtenir un point sur le graphe ηE2=f(ηEi) théorique.
N'ayant pas d'à priori sur la configuration particulière d'un arrangement moléculaire donné, on calcul ainsi théoriquement les paramètres ηE1 et ηE2 pour un grand nombre de configurations possibles afin de pouvoir réaliser le graphe ηE2=f(ηEi) théorique et ensuite pouvoir, lors des expériences et mesures sur des particules inconnues, faire la comparaison avec les valeurs de paramètres ηE1 et ηE2 calculés à partir des mesures expérimentales d'intensités HRS obtenues pour chacun des faisceaux d'excitation El, E2.
Pour ce faire, il suffit de déterminer les composantes a, b, c expérimentales de chaque paramètres ηE1 et ηE2 en repérant sur les diagrammes d'intensités HRS établis pour chaque faisceau d'excitation El, E2 à partir de mesures sur des particules testées les valeurs d'intensités HRS selon trois angles de polarisation à 0°, 45° et 90°, comme représenté sur la figure 1, que l'on reporte ensuite dans les relations (1) et (2) ci-avant présentées pour obtenir la valeur de chaque paramètre ηE1 et ηE2 expérimental. II suffit alors de reporter ces valeurs dans le graphe théorique ηE2=f(ηEi) préalablement établi pour déterminer la configuration spatiale ou la forme d'une particule testée. Si le point obtenu à partir des valeurs de paramètres ηE1 et ηE2 expérimental concorde avec un point sur le graphe théorique alors cela veut dire que le composé testé a la même configuration que la configuration calculé théoriquement. Le procédé de l'invention peut tout particulièrement trouver une application dans des domaines comme la caractérisation de composants opto-électroniques et optiques, puis les biocapteurs et les biopuces.
Il peut également intéresser fortement le domaine de la caractérisation de petites particules biologiques (protéines) ou inorganique comme des particules de métal, par exemple de 3 à 150 nm de diamètre, où la caractérisation de la forme est importante.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination de la configuration spatiale de molécules dans des particules ou macro-molécules ou la forme de particuels métalliques, selon lequel :
- on met en solution au moins une particule ou macro-molécule dont on veut connaître l'organisation moléculaire,
- on excite la ou les particules ou macro-molécules placées en solution par l'intermédiaire d'au moins deux faisceaux lumineux d'excitation (El, E2) polarisés se propageant et pénétrant la solution selon deux directions d'incidences distinctes II, 12,
- on détecte en optique non linéaire les photons de lumière diffusée par au moins une particule ou macro-molécule excitée présente dans la solution ;
- on détermine l'intensité de diffusion Hyper Rayleigh (HRS) résolue en polarisation des photons de lumière diffusée détectés pour chaque faisceau d'excitation (El, E2),
- on établit un diagramme ηE2=f(ηEi) où ηEi et ηE2 sont respectivement deux paramètres caractéristiques de l'organisation moléculaire au sein d'un assemblage de molécules ayant une réponse non linéaire définis respectivement par les relations suivantes :
(ZEl + CEI
T]E1 = -
OEi et CEl)
Figure imgf000018_0001
où a, b, c sont les valeurs absolues de l'intensité de diffusion HRS selon trois angles distincts de polarisation de chaque faisceau d'excitation (El, E2) et avec :
Figure imgf000018_0002
CEl=Cd+Cq et CE2=Cd ; les indices d et q indiquant respectivement une composante dipolaire et quadripolaire des valeur d'intensité HRS a, b , c pour chaque faisceau d'excitation (El, E2), ces différentes composantes étant définies par les relations mathématiques suivantes :
Figure imgf000019_0001
bd= G(4$XXY$ * XXY + 2$XXX$ * XYγ)
Cd= G($xπ$ * XYY) aq=
Figure imgf000019_0002
+ TL, YXXXJT * L, ZXXX + F * L, YXXX]) , YXXX J bq= G
Figure imgf000019_0003
* L , YXYY
Figure imgf000019_0004
cq= G{AkYa2([rL, zχγγ + rL, γχγγ][r * L,zχγγ + r * L, γχγγ] ; avec :
G qui est une constante, β , F deux tenseurs etβ *, F * leurs tenseurs complexes conjugués,
[AkY le différentiel carré des vecteurs d'ondes 2k du vecteur d'onde 2k du fondamental et de K le vecteur d'onde de l'harmonique, et a la taille de la particule ou macroparticule ; - on calcule pour chaque intensité de diffusion HRS préalablement déterminée les deux paramètres ηE1 et ηE2 pour la particule ou macro-molécule étudiée et - on en déduit la configuration géométrique des molécules dans la particule ou macro-molécule en reportant ces deux paramètres sur le graphique préalablement établi ηE2=f(ηEi)-
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection des photons de lumière diffusée par au moins une particule ou macro-molécule excitée en solution est réalisée selon une direction (D) formant un angle α avec la direction d'incidence (II) d'un premier faisceau lumineux d'excitation et formant un angle β avec la direction d'incidence (12) du second faisceau lumineux d'excitation dans la solution contenant les particules ou macro-molécules étudiées, α étant différent de β et supérieur à zéro.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les directions d'incidence (II) et (12) des deux faisceaux lumineux d'excitation sont perpendiculaires l'une de l'autre.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les deux faisceaux lumineux d'excitation (El, E2) sont émis par au moins une source de lumière cohérente de type laser, notamment un laser de type nanoseconde ou femtoseconde.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on fait tourner la polarisation linéaire de chaque faisceau lumineux d'excitation selon au moins trois angles de polarisation distincts pendant chaque phase d'illumination et d'excitation des particules ou macro-molécules en solution.
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel la direction (D) de détection des photons de lumière diffusée par les particules ou macromolécules étudiées est confondue à la direction d'incidence (II, 12) d'au moins un des deux faisceaux lumineux d'excitation dans la solution contenant les particules ou macro-molécules.
7. Dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant :
- des moyens de production (1, 5) d'au moins deux faisceaux de lumière cohérente (El, E2),
- des moyens de polarisation (3, 4) des au moins deux faisceaux de lumière cohérente,
- au moins une cuve ou cellule (8) apte à contenir au moins une particule ou macro-molécule placée en solution, la cuve ou cellule étant constituée d'une matière transparente aux deux faisceaux de lumière cohérente pour permettre l'excitation, par ces deux faisceaux, d'au moins une particule ou macro-molécule en solution placée dans la cuve ou cellule,
- des moyens d'orientation (7) des deux faisceaux de lumière cohérente selon deux directions d'incidence (II, 12) distinctes par rapport à la cuve (8) ou cellule, - des moyens de détection (9, 10, 11, 12) de photons de lumière diffusés par au moins une particule ou macro-molécule en solution présente dans la cuve ou cellule et excités par les deux faisceaux de lumière cohérente polarisés par les moyens de polarisation, - des moyens de calcul (13) de l'intensité de diffusion Hyper-Rayleigh
(intensité HRS) des photons détectés par les moyens de détection et de calcul et d'établissement d'un dit diagramme ηE2=f(ηEi) tel que défini à la revendication 1.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens de polarisation comportent au moins un polariseur et une lame demi-onde.
9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les moyens de détection comportent au moins l'un des composants suivant : photomultiplicateur ; caméra CCD ; photodiode avalanche.
10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens de production des deux faisceaux de lumière cohérente comportent au moins une source de lumière cohérente (1) et des moyens de division (5) d'un faisceau unique (2) émis par cette source en deux faisceaux lumineux distincts (El, E2).
11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel les moyens d'orientation des faisceaux lumineux selon deux directions d'incidences distinctes par rapport à la cuve ou cellule (8) comportent des miroirs réfléchissants et/ou semi-réflechisssants (7).
12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel la cuve ou cellule (8) est constituée d'un matériau transparent aux longueurs d'onde λ et λ/2 des au moins deux faisceaux d'excitation (El, E2).
13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, dans lequel les moyens de production des deux faisceaux de lumière cohérente comportent au moins une source de lumière (1) de type laser nanoseconde ou femtoseconde.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113241124B (zh) * 2021-04-18 2022-09-06 南京理工大学 基于纳米颗粒的生物大分子检测方法及装置
CN113720744B (zh) * 2021-11-04 2022-01-25 碧兴物联科技(深圳)股份有限公司 一种基于偏振检测技术的大气颗粒物含量实时监测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030148391A1 (en) * 2002-01-24 2003-08-07 Salafsky Joshua S. Method using a nonlinear optical technique for detection of interactions involving a conformational change
US20060063188A1 (en) * 2004-09-20 2006-03-23 Zanni Martin T Nonlinear spectroscopic methods for identifying and characterizing molecular interactions

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7505134B1 (en) * 2001-01-16 2009-03-17 J.A. Woollam Co., Inc Automated ellipsometer and the like systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030148391A1 (en) * 2002-01-24 2003-08-07 Salafsky Joshua S. Method using a nonlinear optical technique for detection of interactions involving a conformational change
US20060063188A1 (en) * 2004-09-20 2006-03-23 Zanni Martin T Nonlinear spectroscopic methods for identifying and characterizing molecular interactions

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CLAYS K ET AL: "HYPER-RAYLEIGH SCATTERING IN SOLUTION" REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, AIP, MELVILLE, NY, US, vol. 63, no. 6, 1 juin 1992 (1992-06-01), pages 3285-3289, XP000301825 ISSN: 0034-6748 *
J. NAPPA ET AL.: "Electric dipole origin of the second harmonic generation of small metallic particles" PHYSICAL REVIEW B, vol. 71, 2005, pages (165407-1)-(165407-4), XP002505288 cité dans la demande *
NAPPA J ET AL: "Second harmonic generation from small gold metallic particles: from the dipolar to the quadrupolar response" JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, NEW YORK, NY, US, vol. 125, no. 18, 14 novembre 2006 (2006-11-14), pages 184712-1, XP008093787 ISSN: 0021-9606 [extrait le 2006-11-13] *
PAPADOPOULOS ET AL.: "Non-Linear Optical Properties of Matter" 2006, SPRINGER , XP002505289 CHAPTER 20, "Second harmonic generation from gold and silver nanoparticles in liquid suspensions",ISBN-978-1-4020-4 pages 645-669 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016097663A1 (fr) 2014-12-19 2016-06-23 Universite Claude Bernard Lyon 1 Procédé et dispositif optique de suivi d'objets en temps réel

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