Name: 기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 기능과 고해상도 현미경의 구조 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-04-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: 학습하세요 기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 시스템 구축 방법을. 다중 입자를 동시에 조작하고 고속 효소 활성 측정이 가능한 이 기술은 생물물리학 연구에 혁신적인 도구를 제공합니다.

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기금은 유타 대학에 의해 제공되었다. 우리는 유용한 토론 박사 J. 쑤 (UC 머 시드) 박사 BJN 레디 (UC 어바인)을 감사드립니다.

1. 980 nm의 파장 단일 광학 트랩 설치 <ol><li> 생물 물리학 실험하고 저렴한 레이저 다이오드는 300 mW의로 높은 출력과 쉽게 사용할 수있는 980 nm의 파장에서 광 트래핑은 종종 최적입니다. 그것은 알려진 모드 필드 직경 단일 모드 광섬유 편광 유지에 중계 커넥터되는 다이오드 레이저 바람직하다. 섬유 모드 필터의 역할을 할 수있을만큼 충분히 길어야합니다 일반적으로 FC / PC 또는 FC / APC 커넥터 하나와 함께 종료됩니다. 이들 중, FC / APC 빛과 잠재적 인 피드백 불안의 반사를 다시 최소화하는 것이 바람직하다. </li><li> 전력 및 온도 제어를 허용하는 마운트 980 nm의 레이저 다이오드를 고정합니다. 그것은 직접 수동 히트 싱크를 극대화하고이를 온도 조절기의 고장으로 인해 다이오드 실패의 위험을 최소화 광학 테이블 마운트를 고정하는 것이 좋습니다. </li><li> 빔 콜리 메이팅 광학 PC / APC 광섬유 커넥터를 장착합니다. 그것은이다조정 섬유 포트가 가장 유용하므로 평행 빔이 최소한의 발산을 확신하는 것이 중요합니다. 선택한 섬유 포트 다이오드 변발 섬유의 모드 필드 직경과 일치하는지 확인하십시오. 빔 음향 광학 디플렉터 (AOD) 또는 전기 광학 디플렉터를 사용하여 래스터 (raster) 할 경우 (EOD) 다음 평행 레이저 빔 허리는 디플렉터 구멍의 크기보다 약간 작아야합니다. </li><li> 빔 경로, 확장, 및 기타 필요한 구성 요소의 배치를 허용하는 현미경 충분한 거리에서 광학 테이블에 시준 어댑터를 고정합니다. 현미경 전체 빔 경로에 비해 거리에 일관된 빔 허리를 보장하기 위해 광섬유 포트를 조정합니다. </li><li> 그림 1에 표시된 거울을 설치합니다. 현미경 목표를 제거하고 객관적 설치 단계에서 조리개를 통해 라우팅 빔을에 거울을 사용합니다. 선호하는 경우, 이색 거울 DM1과 DM3의 배치가 될 때까지 생략 할 수 있습니다나중에. DM2와 DM3는 shortpass 둘 다와 IR 근처에 이상 반영하면서 가시 광선을 전송합니다. </li><li> 일시적으로 현미경의 광학 축에 정렬 목적의 장소에서 빨간색 레이저 포인터를 장착하는 것이 도움이됩니다. 사용자 정의 기계적 어댑터는 레이저 포인터의 centration을 보장 할 필요가있다. 레이저 포인터 눈에 보이는 광속은 다음 광섬유 포트 구멍의 중심으로 다시 라우팅 할 수 후 렌즈를 (아래 참조)를 설치하는 데 사용할 수 있습니다. </li><li> 필요한 1과 스티어링 부품의 미래를 삽입 (AOD 또는 EOD)을 허용하는 광섬유 포트에서 적절한 거리에서 980 nm의 빔 확장기 (L8 및 L9)를 설치합니다. 확장 빔이 약간 목적의 뒷면 초점 조리개를 너무 많이 넣다해야합니다. (여기에서 125 mm와 60mm의 초점 거리를 가진 렌즈는 약 빔 허리를 두 배로 케플러 배열에서). 적절한 렌즈 배치와 거친 정렬을 보장하기 위해 가시 레이저 빔 (1.6 절 참조). </li><li> 안치하다난 망원경 배열에서 980 nm의 스티어링 렌즈 (L2 및 L3)은 (여기에서 모두 60mm 초점 길이가 1) 표시된대로. L3는 목적의 후면 초점 평면에 평면 결합에 장착되어 있습니다. 정밀 XYZ 위치 결정 스테이지에 장착 L3 빔 조향을 허용합니다. 그것은 반복 위치와 트랩의 위치 변경을 허용, 자사의 마이크로 미터 디지털 표시기를 가지고 XYZ 스테이지에 도움이됩니다. 여행 0.5 &quot;범위는 충분합니다, 광학 축을 따라 L3 위치에 대한하지만 더 이상 여행은 도움이 될 수 있습니다. 적절한 렌즈 배치와 거친 정렬을 보장하기 위해 (1.6 절 참조) 가시 레이저 빔을 사용합니다. </li></ol> 2. 레이저 감지기 설치 <ol><li> 그림 1과 같이 콘덴서 위의 이색 거울 DM3를 설치합니다. 사용자 정의 마운트는 일반적으로 필요합니다. 콘덴서 어셈블리의 측면과 ENS에 쿼드 포토 다이오드 (QPD) 또는 위치에 민감한 검출기 (PSD) 8 확보980 nm의 레이저 빔이 DM3에 반영하는 URE는 대략 중앙에 타격합니다. QPD를 사용하는 경우, 그것은 레이저 빔 센서의 중심 정확한 수 있도록 작은 XY 스테이지에 장착되어 있는지 확인합니다. </li><li> DM3와 센서 사이의 L1 (일반적으로 30 mm 렌즈)를 설치합니다. 위치 L1 정도로 센서의 단일 지점에 빔을 집중한다. </li><li> L1은 현미경 조명과 주변 조명에서 1,064 nm의 광선뿐만 아니라 처진 눈에 보이는 빛의 반사를 차단하기 직전 노치 필터를 설치합니다. </li></ol> 3. 1,064 nm의 파장 홀로그램 트랩 설치 <ol><li> 설정의 홀로그램 부분은이 패키지에 사용되는 홀로그램 거울은 5 또는 10 W / cm 2의 최대 사건 전원에 평가하고 상업적으로 이용 가능한 하드웨어 / 소프트웨어 패키지 주위에 내장되어 있습니다. 이 전력 범위의 단일 모드 TEM00 광속은 쉽게 1,064 nm의 파장에서 DPSS 레이저에서 공급 될 수있다. </li><li> 상승에 1,064 nm의 레이저를 탑재플랫폼은 대략 980 선 (1 절 참조) 빔 경로의 높이를 일치합니다. </li><li> 직접 제어하지 않는 경우, 레이저 출력은 수동으로 오른쪽 레이저 출력 조리개 후 반 파장 판 (HWP) 및 편광판 (PBS)를 설치하여 조정할 수 있습니다. 그것은 빔 편광 홀로그램 거울 요구 사항을 일치 할 수 로터리 스테이지에 편광판을 장착하는 것이 도움이됩니다. </li><li> 1,064 nm의 빔 확장기 (L6 및 L7)를 설치합니다. 레이저 빔 허리 홀로그램 거울의 대각선 크기에 맞게 확대해야합니다. 큰 확장 비율에 대한 (10 배 이상)는 확장기의 크기를 작게 유지하는 문제가 될 수 있습니다. (: 17 mm와 175mm 여기에) 따라서 비정상적으로 작은 초점 거리를 가진 렌즈를 사용하는 것이 바람직 할 수 있습니다. </li><li> 목표를 통해 1,064 nm의 광선을 직접 지시로 다른 미러를 설치합니다. <ol><li> 이 undiminishe을 허용하도록 보안 DM1 운동 마운트 이색 (입사각 45 ° 각도)과 980 nm의 빔 경로에 어셈블리를 배치그 빔의 D 전송. </li><li> 레이저 포인터 빛을 활성화합니다. DM1 미러가 제대로이 빔의 경로에 공간 광 변조기 (SLM)를 배치하는 가시 광선의 충분한 양의를 반영해야합니다. SLM은 수신 및 발신 레이저 광선은 정상적인 발생에 최대한 가까이되도록 각도를해야합니다. 그러나 입사각은 레이저 빔이 렌즈 마운트 및 기타 광학 부품으로 클리핑되지 않도록 충분히 커야합니다. 5 °의 각도를 쉽게 달성 할 수 있으며 충분히 작해야한다. 마지막으로 DM1에서 SLM까지의 거리를 정확하게 렌즈 L4와 L5의 삽입 (아래 3.6 참조) SLM 거울면과 목표의 백 초점면을 활용할 수 있도록 측정해야합니다. </li><li> 1,064 nm의 빔 확장기에서 SLM에 빛을 직접 거울을 설치합니다. 레이저 포인터 빛은 중앙의 빔 확장기 조리개 안타 있는지 확인합니다. </li></ol></li><li> L4와 L5 렌즈를 설치합니다 (여기서는 12 개 렌즈5mm와 200mm 각각). 이 망원경 쌍은 목표의 뒤에 초점 평면에 SLM 거울 평면을 어원도 약간 과충전 목적의 뒷면 조리개에 빔 허리를 줄일 수 있습니다. 우리는 SLM 멀리 DM1의 공간으로 긴 초점 거리를 가진 렌즈를 선택했습니다. 이 두 번째 레이저 라인을위한 공간을 지 웁니다뿐만 아니라 정렬을 쉽게하는 경향이뿐만 아니라. </li><li> 레이저 포인터를 제거합니다. 거친 정렬 조리개 역할을 장착 어댑터를 남겨주세요. </li></ol> 4. 시스템 설치 및 정렬 참고 사항 <ol><li> 목표의 뒤에 초점면에 광학적으로 결합 할로 렌즈 L3 및 SLM 그렇게 배치해야합니다. 광학 트래핑 빔은 현미경의 무한 공간으로 주입하는 경우 L5 L4와의 공동 초점은 샘플 평면 광학 결합이다. </li><li> 노래 IR 카드 뷰어 레이저 포인터 어댑터 구멍의 중심 축을 따라 이동 980 nm의 광선을 맞 춥니 다. </li><li> IR 카드 T를 사용O는 1,064 nm의 빔 DM1, L2 및 L3에와 1,064 nm의 빔 레이저 포인터 어댑터 구멍의 중심 축을 따라 간다 980 nm의 빔과 같은 장소 안타 있는지 확인합니다. </li><li> 목적으로 레이저 포인터를 장착 어댑터를 교체하십시오. 높은 수치 조리개 기름이나 물이 목표는 일반적입니다. </li><li> 방사상으로 대칭 간섭 패턴이 카메라에서 볼 때까지 레이저 빔을 &quot;도보&quot;에 의해 9에 설명 된대로 980 nm의 트랩을 맞 춥니 다. </li><li> 홀로그램 거울 오프로 (즉, 수동 미러 역할) 1,064 nm의 트랩을 정렬하는 undiffracted 1,064 nm의 광선을 &quot;걷기&quot;로 SLM 및 DM1를 사용합니다. </li><li> SLM은 시야에서 강력한 불가능한 레이저 트랩 결과 상당한 undiffracted 빔을 생성합니다. 이 정렬을위한 유용하지만 실험 바람직 할 수 있습니다. 이 트랩을 차단 한 (샘플 평면에 위치 켤레에 undiffracted 빛의 경로에 작은 불투명 한 개체를 삽입 할 수 있습니다 예를 들어, 일L4와 L5)의 전자 일반적인 초점. 이 중앙 자리 차단기의 크기는 집중 조명 (기술 시스템에 대한 100 ~ 300 μm의 직경 차단)에 대한 에어리 디스크의 직경보다 약간 크게해야합니다. </li><li> SLM의 방향과 일치하는 편광판을 사용하여 1,064 nm의 빔 편광을 djust. 원하는 빔의 출력 전력을 설정하는 반 파장 판을 회전합니다. </li><li> 원하는 경우, 980 nm의 레이저 라인에 AOD 또는 EOD 빔 스티어링 요소를 삽입합니다. 목적의 후면 초점 평면에 이러한 요소의 적절한 활용을 보장하고 트랩을 다시 맞 춥니 다. 그것은 고니 오 미터 무대에서 스티어링 요소를 탑재 도움이됩니다. </li></ol>

<ol><li>Svoboda, K., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+applications+of+optical+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biophys.+Biomol.+Struct%22%5BJournal%5D)">Biological applications of optical forces.</a> Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247-285 (1994).</li>
<li>Ashkin, A., Schutze, K., Dziedzic, J. M., Euteneuer, U., Schliwa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+generation+of+organelle+transport+measured+in+vivo+by+an+infrared+laser+trap%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Force generation of organelle transport measured in vivo by an infrared laser trap.</a> Nature. 348, 346-348 (1990).</li>
<li>Shubeita, G. T., Tran, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consequences+of+motor+copy+number+on+the+intracellular+transport+of+kinesin-1-driven+lipid+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Consequences of motor copy number on the intracellular transport of kinesin-1-driven lipid droplets.</a> Cell. 135, 1098-1107 (2008).</li>
<li>Polin, M., Ladavac, K., Lee, S. H., Roichman, Y., Grier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+holographic+optical+traps%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Optimized holographic optical traps.</a> Opt Express. 13, 5831-5845 (2005).</li>
<li>Sun, B., Roichman, Y., Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+holographic+optical+trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Theory of holographic optical trapping.</a> Opt. Express. 16, 15765-15776 (2008).</li>
<li>Moffitt, J. R., Chemla, Y. R., Smith, S. B., Bustamante, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+optical+tweezers%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Recent advances in optical tweezers.</a> Annu. Rev. Biochem. 77, 205-228 (2008).</li>
<li>Grier, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+revolution+in+optical+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A revolution in optical manipulation.</a> Nature. 424, 810-816 (2003).</li>
<li>Neuman, K. C., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Optical trapping.</a> Rev. Sci. Instrum. 75, 2787-2809 (2004).</li>
<li>Sheetz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+tweezers+in+cell+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Introduction.+Methods+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Laser tweezers in cell biology.</a> Introduction. Methods Cell Biol. 55, xi-xii (1998).</li>
<li>Spudich, J. A., Rice, S. E., Rock, R. S., Purcell, T. J., Warrick, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+traps+to+study+properties+of+molecular+motors%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optical traps to study properties of molecular motors.</a> Cold Spring Harb. Protoc. 2011, 1305-1318 (2011).</li>
<li>Visscher, K., Gross, S. P., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+multiple-beam+optical+traps+with+nanometer-resolution+position+sensing.+Selected+Topics+in+Quantum+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of%22%5BJournal%5D)">Construction of multiple-beam optical traps with nanometer-resolution position sensing. Selected Topics in Quantum Electronics.</a> IEEE Journal of. 2, 1066-1076 (1996).</li>
<li>Valentine, M. T., Guydosh, N. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+steering+of+an+optical+trap+by+electro-optic+deflection%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Precision steering of an optical trap by electro-optic deflection.</a> Opt Lett. 33, 599-601 (2008).</li>
</ol>

저자는 공개 아무것도 없어.

우리는 개체 조작 및 측정을위한 별도의 포집 설비를 제공하는 다른 종류의 두 개의 광 트랩 (그림 1)를 결합 악기를 구축했다. &quot;종래의&quot;광학 트랩은 980 nm의 다이오드 레이저 주위에 내장되어 있습니다. 이 빔은, 확장 조종하고 (그림 1의 &quot;빛 빨강&quot;빔) 우리의 거꾸로 현미경으로 주입된다. 홀로그램 광학 트랩이 1,064 nm의 DPSS 레이저 주위에 내장되어 있습니다. 빔은 공간 광 변조기 (SLM)의 크기에 맞게 확장 이색를 사용하여 약간 &quot;기존의&quot;트랩 라인과 함께 목표의 뒤에 초점 조리개를 너무 많이 넣지을 감소 빈도의 낮은 각도에서 SLM을 반사합니다 거울, 그리고 마지막으로 우리의 현미경에 주입 (그림 1의 &quot;진한 빨강&quot;빔). SLM은 광학적 목적의 뒤에 초점 평면에 활용하는 평면에 배치되어야합니다. ...

광 트래핑은 생물 물리학 6의 핵심 기술 중 하나입니다. 광 트래핑의 중요한 발전은 오히려 기존 점 트랩 7보다 입체적으로 트래핑 패턴의 생성을 허용 홀로그램 트랩의 개발이다. 이러한 홀로그램 트랩은 굴절 오브젝트의 위치에 다양성의 장점을 가지고있다. 그러나 기존의 트랩은 쉽게 시중에서 홀로그램 키트보다 더 대칭 적으로 정렬 할 수 있습니다. 그들은 또한 덫을 객체의 빠른 정확한 추적 할 수 있습니다. 여기에서 우리는 하나의 악기 두 트래핑 방법을 결합하여 사용자가 적절한 양의 이점을 악용 할 수있는 시스템 (그림 1)을 설명합니다. 건설 광학 트랩 (하나 또는 여러 개의 레이저 빔 기준)의 일반적인 고려 사항은 다른 8-10 자세히 설명되어 있습니다. 여기에, 우리는 우리의의 고려 사항 특정 개요etup하고 정렬 절차의 세부 사항을 제공합니다. 예를 들어, 두 개의 광학 트래핑 빔이있는 시스템은 일반적으로 굴절 개체를 포획하고 포획 된 개체의 위치의 분리 판독을 위해 (의도적으로 낮은 전력 빔) 다른 사용을위한 하나의 레이저 빔을 사용 (예 : REF. 11) 앞에서 설명한되었습니다 . 여기 그러나 두 레이저 빔은 모두 트래핑에 사용되는 때문에 (300 mW의 이상) 전원 공급 높은해야합니다. 생물학적 시스템의 측정, 트래핑에 사용되는 레이저는 최적의 조명에 의한 단백질 분해 1을 최소화하기 위해 파장의 특정 NIR 창 내에 있어야합니다. 여기에서 우리는 980 nm의 다이오드 때문에 그들의 낮은 비용, 높은 가용성 및 운영의 용이성 1,064 nm의 DPSS 레이저를 사용하기로 결정했다. 우리는 또한 4,5 실시간으로 동시에 여러 트랩을 생성하고 조작하는 공간 광 변조기 (SLM)를 사용하도록 선택했습니다. 이 장치는 상업적으로 사용할 수 있습니다그러나 전체 설치에 그들의 통합은 독특한 도전을 선물한다. 여기에서 우리는 이러한 잠재적 인 어려움을 해결하고 매​​우 다양한 악기를 제공하는 실용적인 방법을 설명합니다. 우리는 수정 된 설계를위한 가이드로 사용할 수있는 설명 특정 설정에 대한 명시적인 예를 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>광학 테이블</td><td>Newport Corporation</td><td>ST-UT2-56-8</td><td>Irvine, CA</td></tr><tr><td>현미경, 반전, Eclipse Ti</td><td>Nikon USA</td><td>MEA53220</td><td>Melville, NY</td></tr><tr><td>Plan apo 100X 오일 대물렌즈(1.4 NA)</td><td>Nikon USA</td><td>MRD01901</td><td>Melville, NY</td></tr><tr><td>오일 콘덴서 렌즈 1.4 NA</td><td>Nikon USA</td><td>MEL41410</td><td>Melville, NY</td></tr><tr><td>EMCCD 카메라</td><td>Andor 기술 USA</td><td>Ixon DU897</td><td>South Windsor, CT</td></tr><tr><td>1/3" CCD IEEE1394 카메라</td><td>NET USA Inc</td><td>Foculus FO124SC</td><td>Highland IN</td></tr><tr><td>Laser, TEM00, SLM, 1,064nm 파장</td><td>Klastech Laser Technologies</td><td>Senza-1064-1000</td><td>Dortmund; 독일</td></tr><tr><td>레이저 다이오드, TEM00, SLM, 980nm</td><td>Axcel Photonics</td><td>BF-979-0300-P5A</td><td>Marlborough, MA</td></tr><tr><td>레이저 다이오드 마운트</td><td>ILX 광파</td><td>LDX-3545, LDT-5525 및 LDM-4984</td><td>Bozeman, MT</td></tr><tr><td>조정 가능한 광섬유 포트</td><td>Thorlabs</td><td>PAF-X-11-B</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>홀로그램 시스템</td><td>Arryx</td><td>HOTKIT-ADV-1064</td><td>Chicago, IL</td></tr><tr><td>홀로그램 미러</td><td>볼더 비선형 시스템</td><td>이것은 HOTKIT-ADV-1064</td><td>Lafayette, CO</td></tr><tr><td>방해석 편광자</td><td>Thorlabs</td><td>GL10-B</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>반파 플레이트</td><td>Thorlabs</td><td>WPH05M-1064</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>편광판 회전 마운트</td><td>Thorlabs</td><td>PRM1</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>반파 플레이트 회전 마운트</td><td>Thorlabs</td><td>RSP1</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>셔터</td><td>Thorlabs</td><td>SH05</td><td>뉴턴, 뉴저지</td></tr><tr><td>이색성 거울 (DM2 & 디엠3); 45 > AOI</td><td>크로마 기술</td><td>t750spxrxt</td><td>벨로우즈 폴스, VT</td></tr><tr><td>이색성 거울 (DM1); 45 & AOI</td><td>Thorlabs</td><td>DMSP1000R</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>맞춤형 기계 어댑터</td><td>Thorlabs</td><td>SM1A11 및 AD12F 확대 내부 보어</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>노치 필터</td><td>Semrock</td><td>FF01-850/310-25</td><td>Rochester, NY</td></tr><tr><td>Acousto-Optic deflector (2-axis)</td><td>intraAction</td><td>DTD-584CA28</td><td>Bellwood, IL</td></tr><tr><td>goniometric stage</td><td>New Focus</td><td>9081</td><td>Santa Clara, CA</td></tr><tr><td>60mm 스티어링 렌즈</td><td>Thorlabs</td><td>LA1134-B</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>16mm 비구면 확대 렌즈</td><td>Thorlabs</td><td>AC080-016-C</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>175mm 확대 렌즈</td><td>Thorlabs</td><td>LA1229-C</td><td>Newton, NJ</td></tr><tr><td>Spot blocker (cabron-steel sphere)</td><td>Bal-Tec</td><td>0.0100" diameter</td><td>Los Angeles, CA</td></tr><tr><td>Microspheres ( 카르복실-폴리스티렌)</td><td>Spherotech</td><td>CP-45-10</td><td>레이크 포레스트, 일리노이</td></tr></tbody></table>

기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 기능과 고해상도 현미경의 구조

Construction of a High Resolution Microscope with Conventional and Holographic Optical Trapping Capabilities

광학 트랩 고해상도 현미경 시스템은 유전체 구슬 1 또는 세포 소기관 2,3뿐만 아니라, 트랩의 중심을 기준으로 자신의 위치의 높은 공간과 시간적 해상도 판독 등 다양한 굴절 개체의 정확한 조작 할 수 있습니다. 이 시스템은 여기에 980 nm에서 하나의 &quot;전통적인&quot;트랩이 운영이 설명했다. 그것은 또한 동시에 1,064 ㎚의 파장에서 4,5 현미경의 시야 복잡한 트래핑 패턴을 만들고 조작하는 데 시중에서 홀로그램 패키지를 사용하여 두 번째 광 트래핑 시스템을 제공합니다. 동시에 높은 속도와 움직임과 나노 미터 piconewton 규모에 힘 생산의 고해상도 측정을 수행하는 동안 두 시스템의 조합은 동시에 여러 굴절 개체의 조작을 할 수 있습니다.

조립 설치는 운영자가 실시간으로 여러 굴절 오브젝트를 트랩하고 시야 내의 모든 세 가지 차원에서 그들을 배치 할 수 있습니다. 우리는 11 마이크로 (그림 2)를 포집하여 악기의 홀로그램 기능을 보여줍니다. 각 개체를 수감 트랩을 수동으로 최종 배열은이 실험이 수행 된 유타 대학의 로고를 묘사하도록 트래핑에 다시 배치됩니다. 홀로그램과 기존 함정의 결합 기능은 그림 3에 나와 있습니다. 기존의 트랩은 점진적으로 빠른 중앙 비드 이동 (1.3, 10, 82 μm의 / 초 트랩 속도가 표시됩니다), 홀로그램 정의 된 트랩이 정지 남아있는 동안. 최고 속도에서 구슬의 전체 모션 비디오의 한 프레임의 녹화 중에 발생하고, 따라서 같은 극단적 인 동작 흐림 효과가 나타납니다. 그것은 충분히 빨리 구슬은 시간에 의해 트래핑 잠재력 강요하는 기존의 트랩을 이동할 수 있습니다ydrodynamic 드래그 (표시되지 않음). 보기의 ...

여기에 설명 된 시스템은 여러 개의 트랩을 생성하고 조작 할 수있는 기존의 광학 트랩뿐만 아니라 독립적 인 홀로그램 광학 트래핑 라인을 사용합니다. 또한 생물 효소의 활동을 동시에 고속, 고해상도 측정을 허용하는 동안이 굴절 입자의 복잡한 기하학적 배열을 만들 수 있습니다.

High resolution microscope systems with optical traps allow for precise manipulation of various refractive objects, such as dielectric beads 1 or cellular ...

본 절차에서는 일반 광학 집게 라인과 홀로그래픽 광학 집게 라인을 조립하고 정렬합니다. 이를 위해 먼저 광학 부품들의 위치를 측정하고, 각 부품을 적절한 위치에 단단히 장착합니다. 그다음, 트래핑이 가능하도록 광학계를 정렬합니다. 마지막 단계로 홀로그래픽 미러로부터 TED 빔을 차단합니다.최종적으로, 완성된 시스템은 홀로그래픽 트래핑과 일반 트래핑의 동시 수행을 가능하게 합니다. 일반 트래핑만 사용하는 기존 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은, 3차원 공간에서 여러 개의 굴절 객체를 동시에 배치할 수 있으며 객체 조작 측정 속도가 빠르다는 점입니다. 일반적으로 이 방법이 처음인 사용자는 설계, 레이아웃 및 정렬 과정이 까다롭기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다.이 비디오의 시작점은 980 nanometers에서 광학 트랩을 생성하기 위해 현미경이 설치된 광학 벤치입니다. 해당 파장의 쉽게 구할 수 있는 레이저 다이오드 중 하나로 시작하십시오. 편광, 기지의 모드 필드 직경을 가진 단일 모드 광섬유가 보존된 pig tilt 레이저를 사용하십시오.광섬유는 모드 필터 역할을 할 수 있을 만큼 충분히 길어야 하며, FCPC 또는 F-C-A-P-C 커넥터가 있는 광섬유 채널 커넥터로 종단 처리되어야 합니다. 단일 모드 광섬유는 꼬임이 발생하지 않도록 주의해서 다뤄야 합니다. 레이저 다이오드와 전력 및 온도 제어가 가능한 마운트를 고정하십시오.수동 방열 효과를 극대화하기 위해 마운트를 광학 벤치에 직접 고정해야 합니다. 그다음, 파이버 커넥터를 빔 콜리메이팅 광학계에 장착하십시오. 선택한 파이버 포트가 다이오드의 모드 필드 직경과 일치하는지 확인하십시오.빔 경로 확장과 다른 구성 요소의 배치를 위해 현미경에서 충분히 떨어진 광학 테이블에 콜레이팅 어댑터와 피그테일 파이버를 부착하십시오. 견고하고 반복 가능한 위치 선정을 위해 로드 색상을 이용하여 렌즈 간격을 고정할 수 있습니다. 현미경까지의 전체 빔 경로와 유사한 거리에서 빔 웨이스트(beam waste)가 일정하게 유지되도록 파이버 포트를 조정하십시오.DDE 레이저 빔의 경로에는 5개의 거울이 있습니다. DDE 레이저에서 시작하여, 출력 빔을 현미경 하우징으로 유도하기 위한 두 개의 거울이 배치되어 있습니다. 또한 빔은 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 통과해야 하며, 이 미러는 입사각에 대해 45도 방향으로 레이저 다이오드 빔이 감쇄 없이 투과되

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연구

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방법을 개별적으로 선택 조작 설명 및 이미지 라이브 병원균은 회전 디스크 현미경을 결합 광학 트랩을 사용하고 있습니다. 광학 트랩은 생물의 공간적 시간적 및 제어를 제공하며, 호스트 세포에 인접 장소. 형광 현미경은 세포에 최소한의 섭동와 역동적인 세포 상호 작용을 캡처합니다.

동적 라이브 셀 이미징에 대한 호스트 병원체 상호 작용 연구를위한 광학 트랩의 사용

Lensfree 광학 tomography은 &lt;1 μm의의 공간적 해상도를 제공하는 입체 현미경 기법이다 × &lt;1 μm의 × 15~1백밀리미터의 큰 이미지 볼륨여 각각 X, Y 및 Z 크기에서 &lt;3...

멀티 앵글 조명 및 픽셀 슈퍼 해상도를 채용 Lensfree 온칩 단층 현미경

우리는 MEMS 장치의 검사 및 특성화를위한 소형 반사 디지털 홀로 그래픽 시스템 (CDHM)을 제시한다. 자연의 기하학적 배율을​​ 제공 발산 입력 파를 사용하는 렌즈없는 디자인이 설명된다. 모두 정적 및 동적 연구가되게됩니다.

MEMS 검사 및 특성화를위한 소형 렌즈가없는 디지털 홀로그램 현미경

hyperlens 사용 하 여 실시간 영상 및 기존의 광학의 간단한 구현에 그것의 장점으로 인해 새로운 슈퍼 해상도 이미징 기술로 간주 되었다. 여기, 우리 제조 설명 및 이미징 구형 hyperlens의 응용 프로그램 프로토콜을 제시.

Hyperlens 통합 현미경 및 슈퍼 해상도 영상

선물이 빛 시트 현미경을 초파리 태아에 구슬 없이 셀 역학을 구현 결합 광학 족집게의 설치.

초파리 배아에 구슬 없는 광학 핀셋으로 셀 역학 조사

Plasmonic 골드 nanorods 액체에 갇혀 고 kHz 주파수 원형 편광 광학 핀셋을 사용 하 여에서 회전 될 수 있습니다. 연구와 과학의 많은 분야에서 응용 프로그램에 대 한 강력한 시스템을 리드 Brownian 역동성 분석 및 빛 scatteringspectroscopy 도구를 소개.

건설 및 골드 하이퍼 로타리 빛 구동 모터 시스템의 운영

상세한 지시는 타일 (HIST) 현미경 및 단일 분자 이미징에 대 한 용법을 휩 쓸 높은 경사를 구축 하는 방법에 설명 되어 있습니다.

높은 경사 구축 가이드 확장 된 시야의 단일 분자 이미징 타일 현미경을 휩 쓸

여기서, 우리는 광학 트랩에 의한 직접 힘 측정을 통해 3차원 감금에서 격리된 배아 제브라피쉬 세포의 세포내 기계적 특성을 조사하는 프로토콜을 제시한다.

광학 핀셋을 사용하여 감금된 세포 전 역학의 직접 힘 측정

미세 유체 챔버를 통해 연구 된 시각적 단일 분자 생화학은 유리 배럴, 기밀 주사기, 튜브와 플로우 셀의 안정적인 연결 및 주사기와 튜브 사이에 스위칭 밸브를 배치하여 기포 제거를 사용하여 크게 촉진됩니다. 이 프로토콜은 DNA 거래 및 분자간 상호 작용의 시각화를 가능하게 하는 이중 광학 트랩을 설명합니다.

단일 분자 연구를 위한 이중 광학 핀셋 및 미세 유체 공학 사용

우리는 비정상적인 신경 활동과 관련된 신경 정신 장애의 발병 기전을 밝히기 위해 높은 시공간 해상도를 사용하여 신경 활동을 시각화, 평가 및 조작할 수 있는 이광자 홀로그램 현미경을 개발했습니다.

이광자 홀로그램 현미경을 사용한 신경 활동의 평가 및 조작

이 논문은 역동적이고 보트 모양의 광동 트랩을 사용하여 공기 중 큰 금속 입자를 장기간 안정적으로 포획하고 정확한 위치를 파악하는 실험적 방법을 설명합니다. 이 시스템은 플라즈모닉 상호작용 연구에 적합한 제어된 조작을 가능하게 합니다.

직접 끌어당기는 측면벽이 있는 &#39;보트&#39; 트랩을 이용해 공기 중 큰 금속 입자를 광학적으로 포획하는 방법

학습하세요 기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 시스템 구축 방법을. 다중 입자를 동시에 조작하고 고속 효소 활성 측정이 가능한 이 기술은 생물물리학 연구에 혁신적인 도구를 제공합니다.

기존 및 홀로 그래픽 광학 트래핑 기능과 고해상도 현미경의 구조

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