Analizando el movimiento de la Nauplio &#39;<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Por Optical Tracking de plasmónicas nanopartículas

Resumen

Utilizamos el seguimiento óptico de nanopartículas plasmónica para investigar y caracterizar los movimientos de frecuencia de los organismos acuáticos.

Resumen

Se demuestra cómo pinzas ópticas pueden proporcionar una herramienta sensible para analizar las vibraciones de fluidos generados por el movimiento de pequeños organismos acuáticos. Una sola nanopartícula de oro en poder de un pinzas ópticas se utiliza como un sensor para cuantificar el movimiento rítmico de una larva nauplio (Artemia salina) en una muestra de agua. Esto se consigue mediante el control de desplazamiento dependiente del tiempo de la nanopartícula atrapados como consecuencia de la actividad Nauplio. Un análisis de Fourier de la posición de la nanopartícula a continuación, se obtiene un espectro de frecuencias que es característica para el movimiento de las especies observadas. Este experimento demuestra la capacidad de este método para medir y caracterizar la actividad de pequeña larvas acuáticas sin el requisito para observar directamente y para obtener información acerca de la posición de las larvas con respecto a la partícula atrapada. En general, este enfoque podría dar una idea de la vitalidad de ciertas especies que se encuentran en un acuático ecosystem y podría ampliar la gama de métodos convencionales para el análisis de muestras de agua.

Introducción

Evaluación de la calidad del agua sobre la base de indicadores químicos y biológicos es fundamental para obtener una perspectiva de las condiciones estatales y ambientales de un ecosistema acuático ^1-3. Los métodos clásicos para el análisis químico de agua se basan en las propiedades organolépticas o la determinación de los parámetros fisicoquímicos. Los indicadores biológicos, por otro lado, son las especies animales cuya presencia y viabilidad dar una idea de las condiciones ambientales y el efecto de los contaminantes de un ecosistema que se producen pulg ejemplos típicos de bioindicadores son copépodos, un grupo de pequeños crustáceos de agua, que pued....

Protocolo

1. Configuración Experimental

1. Utilice un microscopio-encima de la derecha y un condensador de campo oscuro de aceite con una apertura numérica (NA) = 1,2 para la iluminación de campo oscuro. Utilice un objetivo de inmersión en agua con un aumento de 100X y un NA = 1,0 para las observaciones de partículas y atrapamiento. Utilice un objetivo de aire con un aumento de 10X y una NA = 0,2 para seguir el movimiento de la Nauplio.
2. Utilice una configuración de pinzas ópticas con una nm láser de onda continua 1064 acoplada al microscopio-encima de la derecha. Establecer la potencia del láser de la trampa óptica a 100 mW (medido con un medidor de potencia ....

Resultados

Una ilustración esquemática de la configuración experimental se muestra en la Figura 1A. Una configuración de campo oscuro es necesario detectar ópticamente el desplazamiento de una partícula de oro de 60 nm en una trampa óptica ^15. La longitud de onda de 1064 nm para el láser de captura se elige para garantizar un confinamiento estable del detector de ^12,14 partícula de oro. Un divisor de haz en el microscopio se utiliza para enfocar el haz de captura a través de la objetivo y un .......

Discusión

Microscopía de campo oscuro es una poderosa herramienta para la visualización de las nanopartículas de oro con dimensiones por debajo del límite de difracción óptica, puesto que la sección transversal de dispersión de las nanopartículas de metal excede su sección transversal geométrica (cp. Figura 2A) ^18. En una configuración de pinza, este enfoque permite incluso distinguir si sólo un único o múltiples nanopartículas de oro son atrapados por el haz de láser porque acoplamiento plasmónica ent.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Microscopio Zeiss Axio Scope.A1	Carl Zeiss	490035-0012-000 iluminación de	campo oscuro Objetivo
agua Achroplan	Carl Zeiss	440087	aumento de 100X, NA = 1,0
Objetivo de aire Epiplan	Carl Zeiss	442934	aumento de 10X, NA = 0,2
Condensador de petróleo de campo oscuro	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 vatios, TEM00
Expansor de haz	Edmund Optics		Nº de pieza 1064 2-8X 64414
Cámara de alta velocidad Dimax HD	PCO. Alemania
Cámara a color Canon EOS 500 D	Canon		FAQ-ID: 8201395700
Filtro de muesca StopLine 532/1064	Semrock	A11149-711265	Nº de pieza NF01-532U
Agua
Nauplio Artemia salina
Coloide de oro	BBInternational	Batch 13741	Diámetro 60 nm
MQMie versión 3.2	Dr. Michael Quinten
Mathematica 8.0	Wolfram
Comsol Multiphysics 4.0	COMSOL, Inc.

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