Exploring the potential of Raman micro‐spectroscopy of radiochromic films for experimental microdosimetry
Notice bibliographique
Résumé
Background Micrometer‐scale dosimetry is crucial when estimating the energy deposited within micrometer‐scale biological targets exposed to low doses or high dose gradients. Raman micro‐spectroscopy read‐out of radiochromic films (RCFs) permits micrometer‐scale resolution; this presents a novel opportunity to explore its feasibility for experimental microdosimetry. Purpose The purpose of this work was to develop a novel approach towards generating data for experimental microdosimetry. The objective was to develop a method based on high (1–2 µm) spatial resolution Raman micro‐spectroscopy of RCFs, ensuring reproducibility of data while producing two‐dimensional intensity maps of the Raman response. Methods EBT3 RCFs were irradiated to doses between 0.2 Gy and 2 Gy using a clinical linear accelerator. Raman spectra were collected using a custom Raman microscope fitted with 40× and 60× water immersion (WI) objectives, and a commercial Raman microscope utilizing a 100× dry objective. The excitation source of the custom setup was circularly polarized to minimize the influence of polarization on the film read‐out. The Raman response of the RCFs was measured over a 100 × 100 µm 2 region of interest (ROI) with a 10 × 10 grid. The Raman response of the active layer of the film was normalized to the radiation‐insensitive monomer peak at 2260 cm −1 . The Raman intensities of the 1445 cm −1 and 2060 cm −1 peaks were used to generate dose response curves for each microscope setup. Maps of the Raman intensity over the 100 × 100 µm 2 ROI for the 60× WI setup were used to quantify the heterogeneity in the film response. Higher resolution point‐scans were performed over a 20 × 20 µm 2 ROI for 0 Gy and 2 Gy samples. Results The dose response of each Raman microscope setup over the 0–2 Gy dose range was linear ( r 2 of 0.98) after normalization to the 2260 cm −1 Raman peak in the active layer. The slope of the dose response curve of the commercial microscope exhibited dependence on the film orientation; this was minimized with the custom Raman setup by using the circularly polarized excitation source. The relative standard deviation (RSD) of the 1445 cm −1 peak Raman intensity over the 100 × 100 µm 2 ROIs was significant (∼11%) for each microscope setup, and independent of dose. The Raman intensity distribution maps revealed that the heterogeneity in Raman response across the ROI was on the same size‐scale (1.62 µm × 9.4 µm) of the lithium salt of pentacosa‐10,12‐diynoic acid (LiPCDA) crystals comprising the active layer of the film. Conclusions This work explored the feasibility of a Raman micro‐spectroscopy‐based read‐out technique of RCFs for experimental microdosimetry. Utilizing the 2260 cm −1 peak in the Raman spectrum as an internal standard for normalization produced a linear ( r 2 of 0.98) dose‐response curve in the 0–2 Gy dose range. Utilizing circularly polarized laser excitation minimized the polarization dependence of the film and increased the reproducibility of the Raman measurements. Spatial heterogeneity in the concentration of PCDA crystals in the active layer was visualized based on two‐dimensional maps of the Raman intensity response to explore the implications on microdosimetry.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».