Analisando o movimento da Nauplius ' Artemia salina 'Por Optical Rastreamento de plasmônicos Nanopartículas

Usamos rastreamento óptico de nanopartículas plasmonic para investigar e caracterizar os movimentos de organismos aquáticos de freqüência.

O objetivo geral deste procedimento é analisar as frequências do movimento de um microrganismo aquático usando uma nanopartícula plasmônica opticamente aprisionada. Isso é feito observando primeiro as larvas de OPIS na água sob um microscópio, equipado com uma pinça óptica e uma câmera. O segundo passo é adicionar nanopartículas de ouro de 16 nanômetros de diâmetro ao ambiente OPIS.

Em seguida, a pinça óptica é usada para prender uma única nanopartícula de ouro perto dos NOIs. A etapa final é observar a difusão da nanopartícula aprisionada, pois ela é influenciada pelo movimento do Nous. Os dados de vídeo são capturados e analisados pelo software de rastreamento de partículas.

Em última análise, a posição da nanopartícula dependente do tempo é transformada em espaço de Fourier para extrair as frequências de movimento do nous. A principal vantagem desta técnica sobre os métodos existentes, como a microscopia comum, é que as vibrações fluídicas são analisadas e, portanto, este método não se restringe a nenhuma resolução óptica. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no ambientalismo, como a análise da água de ecossistemas socráticos.

Comece preparando um microscópio vertical equipado para iluminação de campo escuro. Forneça ao microscópio uma objetiva de imersão em água e de ar. Além disso, acople uma pinça óptica de onda contínua de 1064 nanômetros ao microscópio.

Em seguida, monte uma câmera com um filtro de entalhe a 1064 nanômetros para detectar e visualizar partículas de ouro e movimento opus. Use um medidor de potência após a objetiva para definir a potência do laser para 1000 miliwatts. Desligue o laser até que seja necessário.

A preparação da amostra começa com a pipetagem de uma gota de água de 180 microlitros em uma lâmina de vidro de microscópio. Posicione a amostra no microscópio de campo escuro neste ponto, pipete o OPIS de um tanque de água. Transfira-o para a gota de água.

Selecione a objetiva de ar 10 x. Observe o movimento do OPIS na solução e grave um fluxo de vídeo de dez segundos a 25 quadros por segundo. Quando isso for feito, prepare-se para a próxima etapa.

Dilua uma parte da solução estoque de nanopartículas de ouro de 60 nanômetros de diâmetro em 100 partes de água. Retorne ao microscópio e meça cinco microlitros da solução. Adicione isso à gota de água com opus.

Quando estiver pronto, mude para uma objetiva de imersão em água de 100 x. Para visualizar a gota de água, prossiga quando aproximadamente uma nanopartícula de ouro puder ser vista no campo de visão. Para capturar uma partícula, ligue o laser da armadilha óptica e observe a gota.

Mova a platina do microscópio para aproximar o feixe de laser de uma nanopartícula de ouro. A partícula será atraída para o ponto focal do feixe de laser e parará de se difundir. Faça um vídeo da nanopartícula presa a 50 quadros por segundo por 30 segundos, desligue o laser da pinça óptica para liberar a partícula da armadilha.

O próximo passo é analisar o vídeo em um computador. Use o software de rastreamento de partículas para determinar a posição XY da partícula em função do tempo e encontre o espectro de frequência com uma transformada rápida de Fourier desses dados. Este gráfico mostra o deslocamento XY de uma nanopartícula de ouro presa, que está apenas passando por brownie em movimento.

A distribuição é gaussiana. Depois de adicionar um OIS à água, o deslocamento XY da partícula muda devido a vibrações fluídicas. O fluxo microfluídico gerado pelo animal causa uma distorção dependente da frequência na direção Y.

Esses gráficos mostram os espectros de frequência nas direções x e y em preto, um espectro de referência para uma partícula opticamente aprisionada que não está na presença de opis. As curvas vermelhas mostram os espectros de uma partícula presa com uma opis nadando. O espectro na direção X não mostra um sinal forte devido à posição do OPIS em relação à partícula aprisionada.

O fluxo é principalmente na direção Y, conforme indicado na inserção. O espectro na direção Y tomado com os botões de natação mostra uma resposta. A ampla resposta de frequência na medição é consistente com a motilidade do organismo, ou exemplo, o movimento da antena principal ou de outras partes do corpo.

Frequência máxima. Em todas as medições, verificou-se que estavam entre 3,0 e 7,2 hertz, de acordo com as frequências diretamente observadas. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em menos de 30 minutos se for executada corretamente.

Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de ter um aprisionamento tridimensional estável da nanopartícula de ouro usando forças ópticas.