Article Dans Une Revue Methods in Microscopy Année : 2025

Spectro-FLIM for heritage: scanning and analysis of the time resolved luminescence spectra of a fossil shrimp

Spectro-FLIM pour le patrimoine : imagerie de balayage et analyse des spectres de luminescence résolus en temps d'une crevette fossile

Résumé

We describe the use of a single-photon counting imaging device to scan the surface of a flat fossil specimen. We studied an Early Triassic shrimp identified as Anisaeger longirostrus, from the Paris Biota (Idaho, USA; ca 249.1 Ma). Chemically, the specimen consists of a polycrystalline material composed of relatively monodisperse transparent crystals about 10 µm in size. We collected time-resolved fluorescence spectra at each pixel along 300 µm wide ribbons at a rate of 10 µm per second with a spatial resolution of 1 µm × 10 µm. Fluorescence is excited along a line. We demonstrate the presence of two types of crystals whose luminescence significantly differs. The first type emits at 450 nm with a decay time of 840 ps. The second type contains two independent emission centres emitting at 437 nm and 490 nm. They exhibit multiexponential decays with lifetimes of 1 ns and more than 5 ns, respectively. Although a variable proportion of long emitters was observed, the fluorescence of the fossil appeared to be relatively uniform. Thus, over time, fossilization processes have therefore resulted in a homogeneous distribution of fairly pure crystals.
Nous décrivons l'utilisation d'un dispositif d'imagerie par comptage de photons uniques pour scanner la surface d'un spécimen fossile plat. Nous avons étudié une crevette du Trias précoce identifiée comme Anisaeger longirostrus, du biote de Paris (Idaho, États-Unis ; environ 249,1 Ma). Chimiquement, le spécimen consiste en un matériau polycristallin composé de cristaux transparents relativement monodisperses d'une taille d'environ 10 µm. Nous avons recueilli des spectres de fluorescence résolus dans le temps à chaque pixel le long de rubans de 300 µm de large à une vitesse de 10 µm par seconde avec une résolution spatiale de 1 µm × 10 µm. La fluorescence est excitée le long d'une ligne. Nous démontrons la présence de deux types de cristaux dont la luminescence diffère significativement. Le premier type émet à 450 nm avec un temps de décroissance de 840 ps. Le second type contient deux centres d'émission indépendants émettant à 437 nm et 490 nm. Ils présentent des décroissances multiexponentielles avec des durées de vie de 1 ns et de plus de 5 ns, respectivement. Bien qu'une proportion variable d'émetteurs longs ait été observée, la fluorescence du fossile semble relativement uniforme. Ainsi, au fil du temps, les processus de fossilisation ont donc abouti à une distribution homogène de cristaux assez purs.
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hal-04936478 , version 1 (08-02-2025)

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Louis Patarin, Jérémie Ritoux, Jean-Frédéric Audibert, Loïc Bertrand, Arnaud Brayard, et al.. Spectro-FLIM for heritage: scanning and analysis of the time resolved luminescence spectra of a fossil shrimp. Methods in Microscopy, 2025, ⟨10.1515/mim-2024-0020⟩. ⟨hal-04936478⟩
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