分析无节幼体的运动"卤虫'由电浆纳米粒子的光学跟踪

我们使用等离子体激元纳米颗粒的光学跟踪探测和表征水生生物的频率变动。

该程序的总体目标是使用光学捕获的等离子体纳米颗粒分析水生微生物的运动频率。这是通过首先在配备光镊和相机的显微镜下观察水中的 OPIS 幼虫来实现的。第二步是将直径为 16 纳米的金纳米颗粒添加到 OPIS 环境中。

接下来，使用光镊在 NOI 附近捕获单个金纳米颗粒。最后一步是观察被捕获的纳米粒子的扩散，因为它受 Nous 运动的影响。视频数据由粒子跟踪软件捕获和分析。

最终，瞬态纳米粒子位置被转化为傅里叶空间以提取 nous 的运动频率。与现有方法（如普通显微镜）相比，该技术的主要优点是可以分析流体振动，因此该方法不限于任何光学分辨率。这种方法可以帮助回答环保主义中的关键问题，例如苏格拉底生态系统的水分析。

首先准备配备暗场照明的正置显微镜。为显微镜提供水浸物镜和空气物镜。此外，将 1064 纳米连续波光镊耦合到显微镜上。

接下来，在 1064 纳米处安装带有陷波滤光片的相机，以检测和成像金颗粒和作品的运动。在物镜后使用功率计将激光功率设置为 1000 毫瓦。关闭激光，直到需要。

样品制备首先在显微镜载玻片上吸取 180 μL 的水滴。此时将样品放在暗场显微镜上，从水箱中吸取 OPIS。将其转移到水滴上。

选择 10 倍空气物镜。观察 OPIS 在溶液中的移动，并以每秒 25 帧的速度录制 10 秒的视频流。完成此作后，请为下一步做准备。

用 100 份水中稀释一份直径为 60 纳米金颗粒的储备液。返回显微镜，量出 5 微升溶液。将此添加到带有 opus 的水滴中。

准备好后，更换为 100 x 水浸物镜。要查看水滴，请在视野中可以看到大约一个金纳米颗粒时继续进行。要捕获粒子，请打开光阱的激光器并观察液滴。

移动显微镜载物台，使激光束靠近金纳米颗粒。粒子将被吸引到激光束的焦点并停止扩散。以每秒 50 帧的速度拍摄被捕获的纳米粒子的视频 30 秒，关闭光镊的激光以将粒子从陷阱中释放出来。

下一步是在计算机上分析视频。使用粒子跟踪软件确定粒子的 XY 位置随时间的变化，并通过对这些数据进行快速傅里叶变换来查找频谱。该图显示了捕获的金纳米粒子的 XY 位移，该粒子仅在运动中经历布朗尼。

分布是高斯分布。向水中添加 OIS 后，颗粒的 XY 位移会因流体振动而发生变化。动物产生的微流体流在 Y 方向上引起频率相关的失真。

这些图以黑色显示 x 和 y 方向的频谱，这是不存在 opis 的光学捕获粒子的参考频谱。红色曲线显示了带有游动 opis 的捕获粒子的光谱。由于 OPIS 相对于捕获颗粒的位置，X 方向的光谱没有显示强信号。

流向主要沿 Y 方向，如插图所示。使用游泳旋钮获取的 Y 方向的频谱显示响应。测量中的宽频率响应与生物体的运动一致，或者例如，主天线或其他身体部位的运动。

频率最大值。在所有测量中，发现在 3.0 到 7.2 赫兹之间，与直接观察到的频率一致。一旦掌握，如果执行得当，这项技术可以在不到 30 分钟的时间内完成。

在尝试此过程时，重要的是要记住使用光学力对金纳米颗粒进行稳定的三维捕获。