Analizzando il movimento del Nauplius ' Artemia salina 'Di monitoraggio ottico di nanoparticelle plasmoniche

Usiamo tracciamento ottico di nanoparticelle plasmoniche per sondare e caratterizzare i movimenti frequenza degli organismi acquatici.

L'obiettivo generale di questa procedura è analizzare le frequenze del movimento di un microrganismo acquatico utilizzando una nanoparticella plasmonica intrappolata otticamente. Ciò si ottiene osservando prima le larve di OPIS in acqua al microscopio, dotato di una pinzetta ottica e di una fotocamera. Il secondo passo consiste nell'aggiungere nanoparticelle d'oro di 16 nanometri di diametro all'ambiente OPIS.

Successivamente, la pinzetta ottica viene utilizzata per intrappolare una singola nanoparticella d'oro vicino ai NOI. Il passo finale consiste nell'osservare la diffusione della nanoparticella intrappolata in quanto è influenzata dal movimento del Nous. I dati video vengono acquisiti e analizzati dal software di tracciamento delle particelle.

In definitiva, la posizione della nanoparticella dipendente dal tempo viene trasformata nello spazio di Fourier per estrarre le frequenze di movimento del nous. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come la microscopia comune, è che le vibrazioni fluidiche vengono analizzate, e quindi questo metodo non è limitato a nessuna risoluzione ottica. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nell'ambientalismo, come l'analisi dell'acqua degli ecosistemi socratici.

Inizia preparando un microscopio verticale attrezzato per l'illuminazione in campo scuro. Dotare il microscopio sia di un obiettivo ad immersione in acqua che di un obiettivo ad aria. Inoltre, accoppia una pinzetta ottica a onda continua da 1064 nanometri al microscopio.

Quindi, monta una fotocamera con un filtro notch a 1064 nanometri per rilevare e visualizzare il movimento delle particelle d'oro e dell'opera. Utilizzare un misuratore di potenza dopo l'obiettivo per impostare la potenza del laser su 1000 milliwatt. Spegnere il laser fino al momento del bisogno.

La preparazione del campione inizia con il pipettaggio di una goccia d'acqua di 180 microlitri su un vetrino da microscopio. Posizionare il campione sul microscopio a campo scuro a questo punto, pipettare OPIS da un serbatoio d'acqua. Trasferiscilo nella goccia d'acqua.

Seleziona l'obiettivo aereo 10 x. Osserva il movimento dell'OPIS nella soluzione e registra un flusso video di dieci secondi a 25 fotogrammi al secondo. Al termine, preparati per il passaggio successivo.

Diluire una parte di una soluzione madre di nanoparticelle d'oro di 60 nanometri di diametro in 100 parti di acqua. Ritorna al microscopio e misura cinque microlitri di soluzione. Aggiungilo alla goccia d'acqua con l'opus.

Quando sei pronto, passa a un obiettivo a immersione in acqua 100x. Per visualizzare la gocciolina d'acqua, procedere quando circa una nanoparticella d'oro può essere vista nel campo visivo. Per intrappolare una particella, accendi il laser della trappola ottica e osserva la gocciolina.

Spostare il tavolino del microscopio per avvicinare il raggio laser a una nanoparticella d'oro. La particella sarà attratta verso il punto focale del raggio laser e smetterà di diffondersi. Gira un video della nanoparticella intrappolata a 50 fotogrammi al secondo per 30 secondi, spegni il laser della pinzetta ottica per rilasciare la particella dalla trappola.

Il passo successivo consiste nell'analizzare il video su un computer. Utilizza il software di tracciamento delle particelle per determinare la posizione XY della particella in funzione del tempo e trova lo spettro di frequenza con una trasformata di Fourier veloce di questi dati. Questo grafico mostra lo spostamento XY di una nanoparticella d'oro intrappolata, che sta subendo solo brownie in movimento.

La distribuzione è gaussiana. Dopo aver aggiunto un OIS all'acqua, lo spostamento XY della particella cambia a causa delle vibrazioni fluidiche. Il flusso microfluidico generato dall'animale provoca una distorsione dipendente dalla frequenza nella direzione Y.

Questi grafici mostrano gli spettri di frequenza nelle direzioni x e y in nero, uno spettro di riferimento per una particella intrappolata otticamente che non è in presenza di opis. Le curve rosse mostrano gli spettri di una particella intrappolata con un'opis che nuota. Lo spettro nella direzione X non mostra un segnale forte a causa della posizione dell'OPIS rispetto alla particella intrappolata.

Il flusso è principalmente nella direzione Y, come indicato nel riquadro. Lo spettro nella direzione Y preso con le manopole di nuoto mostra una risposta. L'ampia risposta in frequenza nella misurazione è coerente con la motilità dell'organismo o, ad esempio, con il movimento dell'antenna principale o di altre parti del corpo.

Massimi di frequenza. In tutte le misurazioni è stato riscontrato che è compreso tra 3,0 e 7,2 hertz in buona conformità con le frequenze osservate direttamente. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in meno di 30 minuti se eseguita correttamente.

Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di avere un intrappolamento tridimensionale stabile della nanoparticella d'oro utilizzando forze ottiche.