Name: Utilização de Nanoestruturas Cristal plasmônicos e Fotônica para Manipulação de Micro-e Nanopartículas melhorada (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-27T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 29 s
Description: Aprenda a criar pinças ópticas plasmônicas e de cristal fotônico para capturar micropartículas biológicas com intensidade reduzida. Este método permite manipular células sem danos por radiação.

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Gostaríamos também de agradecer a Xiaoyu Miao e Ben Wilson para o desenvolvimento de mais um dos métodos descritos dentro. Este trabalho foi financiado pela National Science Foundation (DBI 0.454.324) e do Instituto Nacional de Saúde (R21 EB005183) e pelo PHS NRSA T32 GM07270 de NIGMS a ECK.

1. Aleatória Au Fabricação Matriz Nanoparticle 8,10,12,14 <ol><li> A matriz de nanopartículas Au é formada por primeiro criar um modelo que é feito de uma camada densa de forma aleatória adsorvido esferas de látex com diâmetro médio de 454 nm. Isto é conseguido através de evaporação de ouro primeiro em uma lamela de vidro com uma espessura de 20 nm usando o cromo como a camada de adesão. </li><li> A monocamada esfera de poliestireno é então auto-montados, expondo o substrato revestidas de ouro a uma mistura de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida cloridrato (EDC), látex suspensão esfera e água desionizada. </li><li> O processo de adsorção é permitido para durar cerca de uma hora e as esferas não-absorvidos são lavados com uma quantidade abundante de água. </li><li> A monocamada formada é permitido secar ao ar. </li><li> Finalmente, outro 20 nm de ouro é evaporado sobre a monocamada esfera de látex para formar a matriz de nanopartículas de ouro aleatória. </li><li> Se um SEM está disponível, a matriz AUNP pode ser visto sob a SEM para se parecer com a Figura 1 e um diagrama do processo é mostrado na figura 8. </li></ol> 2. Preparação de amostras biológicas 9,11 <ol><li> Preparação de amostras para núcleos opticamente captura do mouse célula é mostrado agora. </li><li> Núcleos de células 3T3 rato marcado com corante laranja de acridina foram obtidos a partir do grupo Tewari no Fred Hutchinson Cancer Research Center. </li><li> 10% albumina sérica bovina (BSA) em tampão fosfato salino (PBS) é adicionado ao núcleo das células do mouse em uma concentração de aproximadamente 1: 10 (BSA: núcleos de células de rato). A BSA ajuda a prevenir os núcleos de degola ao substrato. </li><li> Misture a solução utilizando sonicação. </li><li> 5 uL da nossa solução é depositada sobre a lamela matriz de alumínio ralar. É melhor para realizar esta etapa com a grade de alumínio no palco microscópio para que você não tem que transportar a amostra após a solução é depositado. </li><li> Duas pilhas de dois 1 "por um" lamínulas são utilizados para apoiar uma lamela quinta através da qual a amostra é visto. </li><li> Posição da amostra sob o microscópio para visualização. </li></ol> 3. Método para Trapping <ol><li> As pinças ópticas são construídas através do envio de 35 mW a laser de hélio neon através de uma Zeiss Axio Imager.D1M equipado com um 17 GFP conjunto de filtros que é modificada para permitir a 633 nm a radiação laser para alcançar a amostra. </li><li> A Zeiss LD CE Epiplan - Neofluar 50x objetivo é utilizado para a imagem do núcleo das células que são cerca de 5 mícrons de diâmetro. </li><li> Após a amostra é colocada no âmbito do objectivo, o foco do microscópio sobre a matriz de nanopartículas de ouro ou grade de difração. </li><li> Traduzir microscópio verticalmente até foco é conseguido sobre os núcleos que você deseja armadilha. </li><li> Posição à vista armadilha do laser sobre a partícula de partícula e deve então manter sua posição na área do laser, mesmo quando a fase é traduzido. </li></ol> 4. Resultados representativos: O aleatório ouro procedimentos variedade de nanopartículas devem depositar uma monocamada de AUNP do que pode ser visto sob um SEM para parecer com a Figura 1. A força de armadilhas criadas por esses pinças plasmonic pode ser 10-20 vezes a força gerada pela norma pinças ópticas. As intensidades mínimas requeridas pela pinça plasmonic para alcançar o confinamento de partículas são mostrados para as partículas de diversos tamanhos na Figura 4. 9,10 A grade de difração obtidos alinhamento e prendendo com 20 vezes maior do que a eficiência de armadilhas nanopontos ouro e poderia conseguir captura com tão pouco como 17 uW um / 2 (Figura 7) 11. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig1.jpg"> Figura 1 10 (a) micrografia MEV das nanopartículas auto-montagem de ouro. O diâmetro das nanopartículas de ouro individual é de cerca de 450 nm. (B) imagem NSOM do substrato plasmonic onde a distribuição das nanopartículas é esparsa, mostrando a radiação de campo próximo. O comprimento de onda do laser de excitação é 633 nm. (C) exibir uma ampliação alta da área marcada com o quadrado vermelho em (b). (D) eficiência de espectro de espalhamento do substrato plasmonic, mostrando o pico de 624 nm. (E) o espectro de eficiência de absorção do substrato plasmonic, mostrando o pico em 668 nm. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig2.jpg"> Figura 2 13 (a) Au nanoesferas distribuídos aleatoriamente em um domínio 2D 1 x 1 2 mM. Cada ponto azul representam o centro da nanosphere (a = 60 nm). Distribuições de campo de espalhamento em aviões de observação que são paralelas à matriz nanosphere aleatórios são mostrados em (b) - (e). A matriz de nanoesferas é uniformemente iluminado por uma onda plana no comprimento de onda de 540 nm. O índice de refração do meio envolvente é 1,33. A polarization direção dos pontos de ondas planas ao longo do eixo X (horizontal no (a)). A magnitude do campo elétrico incidente é assumido como sendo um no cálculo. A separação entre o plano de observação ea matriz nanosphere é definido como h. b) h = a. c) h = 2. d) h = λ. e) h = 2λ. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig3.jpg"> Figura 3 9 esquemática da configuração do microscópio de fluorescência personalizado que inclui um filtro de excitação contornado e um divisor de feixe dicróico substituído. Esta é a configuração utilizada para a captura simultânea e imagens de fluorescência. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig4.jpg"> Figura 4 10 A intensidade do laser mínimo para manter a armadilha em função da vazão de fluido envolvente utilizando armadilhas plasmonic. Todas as intensidades ópticas são medidos no plano da amostra sob a objetiva do microscópio. (A) - (f) mostram os resultados da medição de esferas de poliestireno único com diâmetro de 7,3, 6,3 (não-esférico), 5,0, 3,9, 2,5 e 1,1 mM, respectivamente. As inserções mostram as imagens correspondentes microscópicas de partículas. As barras de escala em todas as imagens representam 5 mm de comprimento. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig5.jpg"> Figura 5 10 A inclinação da linha equipada com origem na figura. 4 versus tamanho de partícula para capturar plasmonic. As barras de erro mostram os desvios-padrão dos ajustes linear. A inclinação da linha ajustada (razão entre o limiar de intensidade óptica ea taxa de fluxo) na fig. 4 tem uma relação aproximadamente linear com o tamanho da partícula, como mostrado na figura, indicando a vantagem de captura plasmonic especialmente para partículas menores. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig6.jpg"> Figura 6 11 (a) Desenho esquemático das armadilhas ópticas melhorada utilizando 1-D nanoestruturas periódicas. O feixe incidente é difratado pela nanoestrutura periódicas em campo distante. (B) distribuição A intensidade de luz com duas polarizações ortogonais nanoestrutura em campo distante. (B) A distribuição da intensidade da luz com duas polarizações ortogonais na superfície de uma grade de alumínio com um período de 417 nm obtido por meio de simulações FDTD. A distribuição é normalizada com a intensidade sobre uma superfície plana de alumínio. (C) e (d) potencial Trapping de partículas diretamente acima da superfície grating contra localização da partícula para (c) de poliestireno de 350 nm de contas e (d) um poliestireno 1 mícron talão. Os círculos brancos ilustrar o tamanho das partículas. Inserções mostram o potencial de captura acima de uma superfície de alumínio plano para o tamanho de partícula mesma comparação. Os valores são normalizados para cada tamanho de partícula. Para todas as figuras de simulação FDTD o campo de visão é de 10 x 8 2 mM. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig7.jpg"> Figura 7 11 (a) eficiência de retenção e intensidade armadilhas mínima medida para esferas de poliestireno de vários tamanhos, com feixe de polarização perpendicular às linhas de grade. O encarte mostra a armadilha de assimetria na eficiência armadilhas para traduzir um 3,87 perpendicular poliestireno hum talão e paralelo às regras da grade. A linha sólida (grande assimetria) é obtido com incide perpendicularmente luz polarizada para a grade ea linha traço (pequena assimetria) é obtido com paralelos incidente luz polarizada para a grade. A unidade está em (pN [mM mW / 2] -1). (B) - (d) demonstração Trapping de um fluorescentes 590 nm de poliestireno talão. O círculo vermelho indica a posição do ponto do laser como a luz do laser era demasiado fraca para ser visto. No início, a partícula é preso dentro do local de maior poder, como o poder é reduzido o movimento browniano das partículas supera a força de armadilhas, permitindo que a partícula de escapar. (E) - (g) demonstração Trapping de um fluorescentes núcleo da célula de câncer de ovário. A intensidade mínima necessária para iniciar captura foi de 16 μW / M 2 obtido usando uma lente objetiva de 20x. <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/3390/3390fig8.jpg"> Figura 8 procedimento de Fabricação 14 das nanopartículas tampa em forma de ouro: a evaporação) da camada de Cr e Au fina na lamela de vidro. b) A exposição à suspensão esfera de poliestireno e adsorção de esferas por 1 hora. c) Remoção de esferas não-adsorvidos poliestireno e secagem da superfície. d evaporação) da outra camada de Au no topo das esferas modelo. e) Esquema da matriz de nanopartículas tampa em forma de Au, Au, onde só cobre o lado superior das esferas modelo.

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</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

A importância destes métodos de captura é que eles diminuem a intensidade óptica necessária para a captura sustentada de algum lugar na ordem de 10 3 μW M / 2 para algum lugar na ordem de 10 μW / M 2. 10,11 As limitações destas técnicas são de que a matriz de nanopartículas de ouro apresenta problemas de aquecimento que deve ser superado. Para superar este problema, uma estrutura de cristal fotônico 2D que é composto de um material dielétrico pode ser usado. Tal estrutura poderia, teoric...

<table border="1"><tr><td> Nome do material </td><td> Tipo </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentário </td></tr><tr><td> Axio Imager Microscópio </td><td> D1M </td><td> Zeiss </td><td> D1M </td><td> Zeiss Axio Imager.D1M </td></tr><tr><td> Objetivo microscópio </td><td> 50x/0.55 </td><td> Zeiss </td><td></td><td> LD CE Epiplan - Neofluar 50x/0.55 HD DIC </td></tr><tr><td> Microscópio Zeiss Câmera </td><td> AxioCam MRc </td><td> Zeiss </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Helium Neon Laser </td><td> 35 mW </td><td> Pesquisa Electro-Optics </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Atenuador variável </td><td> ND Continuously Variable </td><td> ThorLabs </td><td> NDC-100C-4M </td><td> Para ajustar a intensidade microscópio </td></tr><tr><td> Filtro Zeiss Set </td><td> Filter Set # 17 </td><td> Zeiss </td><td> 488017-9901-000 </td><td> Filter Set # 17 </td></tr><tr><td> Lâminas de microscopia </td><td> 0,5 mm de espessura </td><td> VWR </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Núcleos de células 3T3 do mouse </td><td></td><td colspan="2"> Fred Hutchinson Cancer Research Center </td><td> Loja tão frio quanto possível </td></tr><tr><td> Acridina laranja dye </td><td></td><td colspan="2"> Fred Hutchinson Cancer Research Center </td><td></td></tr><tr><td> Albumina de soro bovino </td><td> 1-10 de racionamento em PBS </td><td colspan="2"> Fred Hutchinson Cancer Research Center </td><td></td></tr><tr><td> 454 nm latex esferas de poliestireno </td><td></td><td> Polysciences, Inc. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> carbodiimida cloridrato (EDC) </td><td> 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) </td><td> G-Biosciences </td><td> BC25-1 </td><td></td></tr><tr><td> ouro (para a deposição) </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Grade de difração reflexivo governou </td><td></td><td> Edmund Optics </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tampão fosfato salino (PBS) </td><td> Fosfato-Buffered Saline Dulbecco (D-PBS) (1X) </td><td> Invitrogen </td><td> 14190-144 </td><td></td></tr></table>

utilização de nanoestruturas cristal plasmônicos e fotônica para manipulação de micro-e nanopartículas melhorada

Utilization of Plasmonic and Photonic Crystal Nanostructures for Enhanced Micro- and Nanoparticle Manipulation

Um método para manipular a posição ea orientação das partículas submicrométricas nondestructively seria uma ferramenta incrivelmente útil para a pesquisa biológica básica. Talvez a força mais usado física para conseguir a manipulação de pequenas partículas não-invasiva tem sido dieletroforese (DEP) 1. Entretanto, DEP por conta própria não tem a versatilidade e precisão que são desejados quando da manipulação de células, uma vez que é tradicionalmente feito com eletrodos estacionários. Pinças ópticas, que utilizam um gradiente de campo três dimensional eletromagnética de exercer forças em pequenas partículas, tal versatilidade e precisão desejada. 2 No entanto, uma grande desvantagem desta abordagem é a intensidade da radiação de alta necessário para alcançar a força necessária para prender uma partícula que pode danificar as amostras biológicas 3 A solução que permite captura e classificação com menor intensidade ópticos são optoeletrônicos pinças (OET), mas OET têm limitações com a manipulação fina de pequenas partículas;.. sendo a tecnologia DEP baseada também coloca restrições sobre a propriedade da solução 4 , 5 Este artigo de vídeo irá descrever dois métodos que reduzem a intensidade da radiação necessária para a manipulação óptica de células vivas e também descrevem um método para o controle de orientação. O primeiro método é uma pinça plasmonic que usar um random nanopartículas de ouro array (AUNP) como substrato para a amostra como mostrado na Figura 1. A matriz AUNP converte os fótons incidentes em plasmons de superfície localizada (LSP) que consistem em momentos de dipolo ressonante que irradiam e gerar um campo de radiação modelado com um grande declive na solução celular. Trabalho inicial na superfície prendendo melhor plasmon por Righini et al e nossa modelagem própria têm mostrado os campos gerados pelo substrato plasmonic reduzir a intensidade inicial exigido, aumentando o campo gradiente que armadilhas a partícula. 6,7,8 A abordagem plasmonic permite multa controle de orientação de partículas elipsoidais e células com baixa intensidade óptica por causa da conversão de energia mais eficiente óptica em energia mecânica e um campo de radiação de dipolo-dependente. Estes campos são mostrados na figura 2 e as intensidades baixa armadilhas estão detalhados nas figuras 4 e 5. Os principais problemas com pinças plasmonic são de que o LSP de gerar uma quantidade considerável de calor e as armadilhas é de apenas duas dimensões. Esse calor gera fluxos convectivos e termoforese que pode ser poderoso o suficiente para expelir partículas submicrométricas da armadilha. 9,10 A segunda abordagem que iremos descrever está utilizando nanoestruturas dielétricas periódicas para dispersão de luz incidente de forma muito eficiente em modos de difração, como mostrado na figura 6 11. Idealmente, faria esta estrutura de um material dielétrico para evitar os problemas de aquecimento mesmo experientes com a pinça plasmonic mas em nossa abordagem de alumínio revestido grade de difração é utilizado como uma nanoestrutura dielétrica periódica unidimensional. Embora não seja um semicondutor, não experiência aquecimento significativo e efetivamente preso partículas pequenas armadilhas com intensidades baixa, como mostrado na figura 7. Alinhamento das partículas com o substrato ralar conceitualmente valida a proposição de que um cristal fotônico 2-D pode permitir que a rotação precisa de partículas não esféricas mícron de tamanho. 10 A eficiência destas armadilhas ópticas são aumentadas devido aos campos melhorada produzida pelo nanoestruturas descrito no este papel.

Pinças plasmonic e nanoestruturas de cristal fotônico são mostradas para produzir melhorias útil no controle da eficiência e orientação dos opticamente prendendo micro e nano-partículas.

Utilização de Nanoestruturas Cristal plasmônicos e Fotônica para Manipulação de Micro-e Nanopartículas melhorada

Um método para manipular a posição e a orientação de partículas submicrométricas de forma não destrutiva seria uma ferramenta incrivelmente útil para a biologia básica...

O objetivo geral deste procedimento é aprisionar objetos biológicos de tamanho micrométrico utilizando pinças plasmônicas e de cristal fotônico. Isso é realizado primeiramente pela fabricação do substrato plasmônico ou do substrato de cristal fotônico. Em seguida, a amostra biológica é preparada adicionando BSA à solução celular e proporcionando espaçamento adequado para a solução celular abaixo da lamínula superior.Em seguida, o laser é alinhado ao microscópio, que foi equipado com o esquema de filtros adequado. O microscópio é então focalizado na amostra e a captura é realizada. Por fim, partículas micro ou nanométricas podem ser aprisionadas com intensidade incidente reduzida com a ajuda de nanoestruturas plasmônicas ou de cristais fotônicos.A principal vantagem desta técnica em relação a métodos existentes, como pinças ópticas convencionais, é que a conversão dos campos ópticos por meio de nanoestruturas plasmônicas e de cristais fotônicos reduz a intensidade necessária para aprisionar partículas pequenas, como células, e também não exige um feixe fortemente focalizado, o que diminui o risco de dano fotônico celular devido à exposição à radiação. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais em diversas áreas biológicas, como a interação entre células e o estudo de várias forças na biologia. Pode também ser uma ferramenta útil na fabricação em micro e nanotecnologia, proporcionando manipulação precisa de micropartículas e nanopartículas. Para formar um arranjo de nanopartículas de ouro utilizando um evaporador por feixe de elétrons e cromo como camada de adesão, evapore ouro sobre uma lamínula de vidro até uma espessura de 20 nanômetros.Limpe a amostra utilizando plasma de oxigênio por cerca de um minuto para remover impurezas orgânicas da superfície. Após induzir a autoorganização da monocamada de poliestireno, deixe cair ou espalhe o líquido sobre a amostra, incube por cerca de uma hora e, em seguida, use um grande volume de água para remover as esferas não adsorvidas e deixe secar ao ar. Finalmente, evapore uma segunda camada de ouro de 20 nanômetros sobre a monocamada de esferas de látex, formando uma matriz aleatória de nanopartículas de ouro.A matriz de nanopartículas está agora pronta para a amostra biológica. Coloque a lâmina preparada com nanopartículas na platina de um microscópio fluorescente. O próximo passo é preparar núcleos de células de camundongo para o aprisionamento óptico.Inicie com núcleos celulares de camundongo marcados com laranja de aine para evitar que os núcleos aderem ao substrato. Coloque os núcleos celulares em um frasco pequeno e adicione BSA a 10% em PBS numa concentração de um a 10 de BSA, misturando por vortex. Em seguida, pipete cinco microlitros da solução de núcleos com BSA sobre a lâmina preparada.Para garantir espaçamento entre os núcleos e uma lamínula, coloque uma pilha de duas lamínulas espaçadoras ao redor da gota e, em seguida, posicione outra lamínula por cima. Para aprisionamento e imagem simultânea, utilize uma configuração personalizada de microscópio de fluorescência, incluindo um filtro de excitação desviado e dois divisores de feixe dicróicos personalizados. As pinças ópticas são construídas enviando um laser de hélio-neônio de 35 miliwatts através de um microscópio zes axio imager D one M, equipado com um conjunto de filtros GFP 17, modificado para permitir que a radiação laser de 633 nanômetros alcance a amostra.O microscópio focalizará o feixe a laser na amostra, e então o feixe será difratado pelo substrato de nanopartículas plasmônicas ou pela grade de difração. Para imaginar os núcleos celulares, que possuem cerca de cinco mícrons de diâmetro, utilize um Zeiss LDEC epi plan com uma objetiva Neola 50x. Comece colocando a amostra sobre a objetiva e focalizando no plano com o maior número de núcleos, já que estão assentados na superfície do substrato.Em seguida, foque o microscópio em um núcleo para aprisioná-lo, encontrando núcleos celulares livres flutuando acima das camadas de células na superfície. Então, posicione o ponto da armadilha a laser sobre a partícula. Nesse momento, ela deverá ser aprisionada e manter sua posição no ponto a laser, mesmo quando a platina for movida.Os núcleos de camundongo que estão no plano focal do microscópio provavelmente irão deslocar-se devido a uma leve corrente microfluídica causada pelo aquecimento e evaporação da amostra, mas os núcleos na armadilha permanecerão em uma posição fixa. Esta figura mostra uma micrografia eletrônica de varredura de nanopartículas de ouro autoagregadas, cada uma com diâmetro de aproximadamente 450 nanômetros. Aqui está uma imagem de microscopia óptica de varredura em campo próximo do substrato plasmônico, onde a distribuição das nanopartículas é esparsa, mostrando a radiação em campo próximo.O comprimento de onda do laser de excitação é de 633 nanômetros, sendo apresentado aqui um espectro de eficiência de espalhamento do substrato plasmônico com pico em 624 nanômetros. Um espectro de eficiência de absorção do substrato plasmônico mostra o pico em 668 nanômetros. Esferas nanométricas de ouro distribuídas aleatoriamente em um domínio bidimensional de um por um quadrado.Os micrômetros são mostrados aqui. Cada círculo azul representa o centro da nanoesfera. Mostradas nestes painéis estão as distribuições do campo espalhado em planos de observação, que são paralelos ao arranjo aleatório de nanoesferas.Esses gráficos mostram as intensidades mínimas de laser necessárias para manter o aprisionamento em função da taxa de fluxo do fluido circundante. Utilizando o aprisionamento plasmônico, todas as intensidades ópticas são medidas no plano da amostra sob o objetivo do microscópio. Cada painel mostra os resultados das medições para esferas únicas de poliestireno com diferentes diâmetros.Os insets mostram as imagens microscópicas correspondentes das partículas. As barras de escala em todas as imagens representam cinco micrômetros de comprimento. Aqui é apresentado o coeficiente angular da reta ajustada que passa pela origem nos gráficos anteriores em função do tamanho da partícula.Para o aprisionamento plasmônico. As barras de erro mostram os desvios padrão dos ajustes lineares. Os resultados indicam que partículas maiores requerem maior intensidade de laser para manter uma estabilidade de aprisionamento adequada.Este esquema mostra o aprisionamento óptico aprimorado utilizando nanoestruturas periódicas unidimensionais. O feixe incidente é difratado pela nanoestrutura periódica no campo distante. É mostrada aqui a distribuição de intensidade da luz com duas polarizações ortogonais na superfície de uma grade de alumínio.Com um período de 417 nanômetros obtido por meio de simulações no domínio do tempo com diferenças finitas, a distribuição é normalizada em relação à intensidade em uma superfície plana de alumínio. Essas figuras mostram o potencial de aprisionamento para partículas diretamente acima da superfície com gradiente versus a localização da partícula. Para a esfera de poliestireno CA de 350 nanômetros e a esfera de poliestireno DA de um micrômetro, os círculos brancos ilustram os tamanhos das partículas.As inserções mostram o potencial de aprisionamento acima de uma superfície plana de alumínio. Para o mesmo tamanho de partícula, conforme comparações. Os valores são normalizados para cada tamanho de partícula.Para todas as figuras de simulação FDTD, o campo de visão é de 10 por oito micrômetros quadrados. Aqui está a eficiência do aprisionamento e a intensidade mínima de aprisionamento medida para microesferas de poliestireno de vários tamanhos com a polarização do feixe perpendicular às linhas do gradiente. O gráfico inserido mostra a assimetria do aprisionamento na eficiência ao deslocar uma microesfera de poliestireno de 3,87 micrômetros, perpendicular e paralelamente às regras do gradiente.Aqui está uma representação esquemática do ângulo translacional da partícula. Este detalhe mostra a ampliação em função da direção de translação para diferentes polarizações e tamanhos de partículas. A linha contínua com grande assimetria é obtida com luz incidente polarizada perpendicularmente ao gradiente e a linha tracejada.Obtém-se uma pequena assimetria com luz incidente polarizada paralelamente ao gradiente. Estes painéis representam uma demonstração do aprisionamento de uma esfera de poliestireno fluorescente de 590 nanômetros. O círculo vermelho indica a posição do ponto laser, já que a luz laser era muito fraca para ser vista inicialmente.A partícula é aprisionada dentro do ponto com maior potência. Ao reduzir a potência, o movimento browniano da partícula supera a força de aprisionamento, permitindo que a partícula escape. Aqui, um núcleo de célula fluorescente de câncer de ovário foi aprisionado; a intensidade mínima necessária para iniciar o aprisionamento foi de 16 micro watts por micrômetro quadrado, obtida utilizando uma objetiva de 20 x.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como criar uma armadilha óptica de baixa intensidade para a manipulação não invasiva de espécimes biológicos em escala micro e nanométrica utilizando substratos nanoestruturados de cristais fotônicos e plasmônicos.

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