Die Analyse der Bewegung des Nauplios &#39;<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Von Optical-Tracking von Plasmonische Nanopartikel

Zusammenfassung

Wir verwenden optische Tracking plasmonischer Nanopartikel zu untersuchen und zu charakterisieren, die Frequenz Bewegungen von Wasserorganismen.

Zusammenfassung

Wir zeigen, wie eine optische Pinzette empfindliches Werkzeug, um die Fluid Vibrationen durch die Bewegung von kleinen Wasserorganismen erzeugt analysiert werden können. Ein einzelner Gold-Nanopartikel mit einem optischen Pinzette gehalten wird als Sensor, um die rhythmische Bewegung eines Nauplios Larve (Artemia salina) in einer Wasserprobe zu quantifizieren. Dies wird durch Überwachen der zeitabhängigen Verschiebung des eingeschlossenen Nanopartikel als Folge der Nauplios Aktivität erreicht. Eine Fourier-Analyse der Lage der die Nanopartikel ergibt dann ein Frequenzspektrum, das charakteristisch für die Bewegung der betrachteten Art ist. Dieses Experiment demonstriert die Fähigkeit dieses Verfahrens, ohne die Anforderung zu messen und zu charakterisieren, die die Aktivität von kleinen Wasser Larven, sie direkt zu beobachten und Informationen über die Position der Larven in Bezug auf die eingeschlossenen Partikel zu gewinnen. Insgesamt ist dieser Ansatz einen Einblick auf die Vitalität der bestimmte Arten in einem Wasser e gefunden geben könntecosystem und konnte den Bereich der herkömmlichen Methoden zur Analyse von Wasserproben zu erweitern.

Einleitung

Bewertung der Wasserqualität auf Basis der chemischen und biologischen Indikatoren ist von grundlegender Bedeutung, um einen Einblick auf den Zustand und Umgebungsbedingungen eines aquatischen Ökosystems ^1-3 zu gewinnen. Klassische Methoden zur chemischen Wasseranalyse werden auf organoleptischen Eigenschaften oder die Bestimmung von physikalisch-chemischen Parametern. Biologische Indikatoren, auf der anderen Seite, sind Tierarten, deren Anwesenheit und Lebensfähigkeit bieten Einblick in die Umweltbedingungen und die Wirkung von Schadstoffen für ein Ökosystem, dass sie auftreten in. Typische Beispiele für Bioindikatoren sind Copepoden, eine Gruppe von klei....

Protokoll

1. Versuchsaufbau

1. Verwenden Sie einen aufrechten Mikroskop und eine Dunkelfeld-Ölkühler mit einer numerischen Apertur (NA) = 1.2 für Dunkelfeldbeleuchtung. Verwenden Sie ein Wasserimmersionsobjektiv mit 100-facher Vergrößerung und einem NA = 1.0 für Partikel Beobachtungen und Trapping. Verwenden Sie ein Luftziel mit 10-facher Vergrößerung und einem NA = 0,2, um die Bewegung des Nauplios folgen.
2. Verwenden Sie eine optische Pinzette Setup mit einem 1064 nm Dauerstrich-Laser in den oben rechts Mikroskop gekoppelt. Stellen Sie die Laserleistung des optischen Falle auf 100 mW (mit einem Leistungsmesser nach dem Objektiv gemessen).
3. Verwenden ....

Ergebnisse

Eine schematische Darstellung des experimentellen Aufbaus ist in Fig. 1A gezeigt. Ein Dunkelfeldkonfiguration ist notwendig, um die Verschiebung eines 60 nm Goldpartikel in einer optischen Falle ¹⁵ optisch zu erfassen. Die Wellenlänge von 1064 nm für die Fanglaser wird so gewählt, um eine stabile Begrenzung der Detektor Goldteilchen ^12,14 zu gewährleisten. Ein Strahlteiler, der in dem Mikroskop verwendet wird, um das Einfangen Strahl durch das Objektiv zu fokussieren und ein Kerbfi.......

Diskussion

Dunkelfeldmikroskopie ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Visualisierung Gold-Nanopartikel mit Abmessungen unterhalb der optischen Beugungsgrenze, da der Streuquerschnitt der Metallnanopartikel ihrer geometrischen Querschnitt (vgl. Fig. 2A) ¹⁸ überschreitet. In einer Pinzette Setup, ermöglicht dieser Ansatz auch zu unterscheiden, ob nur einzelne oder mehrere Gold-Nanopartikel werden durch den Laserstrahl eingefangen, weil Plasmonenkopplung zwischen den Teilchen verursacht eine Rotversch.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Mikroskop Zeiss Axio Scope.A1	Carl Zeiss	490035-0012-000	Dunkelfeldbeleuchtung
Wasserobjektiv Achroplan	Carl Zeiss	440087	100-fache Vergrößerung, NA = 1,0
Luftobjektiv Epiplan	Carl Zeiss	442934	10-fache Vergrößerung, NA = 0,2
Dunkelfeld-Ölkondensator	Carl Zeiss	445323	NA = 1,2
Cobolt Rumba CW 1.064 nm DPSSL	Cobolt	1064-05-01-2000-500	1.064 nm, CW, λ = 1.064 nm, 2 Watt, TEM00
Strahlaufweiter	Edmund Optics		Art.-Nr. 1064 2-8X 64414
Hochgeschwindigkeitskamera Dimax HD	PCO. Deutschland
Farbkamera Canon EOS 500 D	Canon		FAQ-ID: 8201395700
Kerbfilter StopLine 532/1064	Semrock	A11149-711265	Art.-Nr. NF01-532U
Wasser
Nauplius Artemia salina
Goldkolloid	BBInternationale	Charge 13741	Durchmesser 60 nm
MQMie Version 3.2	Dr. Michael Quinten
Mathematica 8.0	Wolfram
Comsol, Multiphysik 4.0	COMSOL, Inc.

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