ניתוח התנועה של Nauplius ' סלינה הארטמיה "על ידי מנגנון עקיבה האופטי של Plasmonic חלקיקים

אנו משתמשים במעקב אופטי של חלקיקי plasmonic לחקור ולאפיין את התנועות בתדירות של אורגניזמים ימיים.

המטרה הכוללת של הליך זה היא לנתח את תדרי התנועה של מיקרואורגניזם מימי באמצעות ננו-חלקיק פלזמוני לכוד אופטית. זה מושג על ידי התבוננות ראשונה בזחלי OPIS במים תחת מיקרוסקופ, המצויד בפינצטה אופטית ומצלמה. השלב השני הוא הוספת ננו-חלקיקי זהב בקוטר 16 ננומטר לסביבת ה-OPIS.

לאחר מכן, הפינצטה האופטית משמשת ללכידת ננו-חלקיק זהב בודד ליד ה-NOIs. השלב האחרון הוא התבוננות בדיפוזיה של הננו-חלקיק הכלוא כפי שהוא מושפע מתנועת הנוס. נתוני הווידאו נלכדים ומנותחים על ידי תוכנת מעקב אחר חלקיקים.

בסופו של דבר, מיקום הננו-חלקיקים התלוי בזמן הופך למרחב פורייה כדי לחלץ את תדרי התנועה של הנוס. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות כמו מיקרוסקופיה נפוצה, הוא שמנתחים רעידות נוזליות, ולכן שיטה זו אינה מוגבלת לרזולוציה אופטית כלשהי. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בסביבה, כגון ניתוח מים של מערכות אקולוגיות סוקרטיות.

התחל בהכנת מיקרוסקופ זקוף המצויד לתאורת שדה כהה. ספק למיקרוסקופ גם טבילה במים וגם מטרה אווירית. בנוסף, חבר פינצטה אופטית גל רציף של 1064 ננומטר למיקרוסקופ.

לאחר מכן, הרכיב מצלמה עם מסנן חריץ ב-1064 ננומטר כדי לזהות ולצלם תנועת חלקיקי זהב ואופוס. השתמש במד כוח לאחר המטרה כדי להגדיר את עוצמת הלייזר ל-1000 מילי-וואט. כבה את הלייזר עד הצורך.

הכנת הדגימה מתחילה בהטלת טיפת מים של 180 מיקרוליטר על מגלשת זכוכית מיקרוסקופ. מקם את הדגימה על מיקרוסקופ השדה האפל בשלב זה, צינור OPIS ממיכל מים. העבירו אותו לטיפה המים.

בחר את המטרה 10 x אוויר. התבונן בתנועת ה- OPIS בתמיסה והקלט זרם וידאו של עשר שניות ב -25 פריימים לשנייה. כשזה נעשה, התכוננו לשלב הבא.

לדלל תמיסת מלאי של חלק אחד של חלקיקי ננו זהב בקוטר 60 ננומטר ב-100 חלקי מים. חזור למיקרוסקופ ומדוד חמישה מיקרוליטר מהתמיסה. הוסף את זה לטיפה המים עם אופוס.

כשתהיה מוכן, שנה ליעד טבילה במים פי 100. כדי לצפות בטיפת המים המשך כאשר ניתן לראות בערך ננו-חלקיק זהב אחד בשדה הראייה. כדי ללכוד חלקיק, הפעל את הלייזר של המלכודת האופטית והתבונן בטיפה.

הזז את שלב המיקרוסקופ כדי לקרב את קרן הלייזר לננו-חלקיק זהב. החלקיק יימשך לעבר נקודת המוקד של קרן הלייזר ויפסיק להתפזר. צלם סרטון של הננו-חלקיק הכלוא במהירות של 50 פריימים לשנייה למשך 30 שניות, כבה את הלייזר של הפינצטה האופטית כדי לשחרר את החלקיק מהמלכודת.

השלב הבא הוא לנתח את הסרטון במחשב. השתמש בתוכנת מעקב חלקיקים כדי לקבוע את מיקום ה-XY של החלקיק כפונקציה של זמן, ומצא את ספקטרום התדרים עם התמרת פורייה מהירה של נתונים אלה. תרשים זה מראה את תזוזה XY של ננו-חלקיק זהב לכוד, שרק עובר בראוניז בתנועה.

ההתפלגות היא גאוסית. לאחר הוספת OIS למים, תזוזה XY של החלקיק משתנה עקב תנודות נוזליות. הזרימה המיקרופלואידית שנוצרת על ידי החיה גורמת לעיוות תלוי תדר בכיוון Y.

תרשימים אלה מציגים את ספקטרום התדרים בכיווני x ו-y בשחור, ספקטרום ייחוס לחלקיק לכוד אופטית שאינו נמצא בנוכחות opis. העקומות האדומות מראות את הספקטרום של חלקיק לכוד עם אופיס שחייה. הספקטרום בכיוון X אינו מראה אות חזק בשל מיקום ה-OPIS ביחס לחלקיק הלכוד.

הזרימה היא בעיקר בכיוון Y כפי שמצוין בכניסה. הספקטרום בכיוון Y שנלקח עם ידיות השחייה מראה תגובה. תגובת התדרים הרחבה במדידה עולה בקנה אחד עם תנועתיות האורגניזם, או למשלample, תנועת האנטנה הראשית או חלקי גוף אחרים.

תדירות מקסימום. בכל המדידות נמצאו בין 3.0 ל-7.2 הרץ בהתאמה טובה לתדרים שנצפו ישירות. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך פחות מ-30 דקות אם היא מבוצעת כראוי.

בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור שתהיה לכידה תלת מימדית יציבה של ננו-חלקיק הזהב באמצעות כוחות אופטיים.