Анализируя движение Навплия ' Артемии Салина 'Оптическими слежения плазмонных наночастиц

Мы используем оптический отслеживание плазмонных наночастиц, чтобы исследовать и охарактеризовать частотные движения водных организмов.

Общая цель этой процедуры заключается в анализе частот движения водного микроорганизма с помощью оптически захваченной плазмонной наночастицы. Это достигается путем предварительного наблюдения за личинками OPIS в воде под микроскопом, оснащенным оптическим пинцетом и камерой. Второй шаг — добавление наночастиц золота диаметром 16 нанометров в среду OPIS.

Затем оптический пинцет используется для захвата одной наночастицы золота вблизи NOI. Последним шагом является наблюдение за диффузией захваченной наночастицы под влиянием движения Nous. Видеоданные захватываются и анализируются программным обеспечением для отслеживания частиц.

В конечном счете, положение наночастицы, зависящее от времени, преобразуется в пространство Фурье для извлечения частот движения ума. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как обычная микроскопия, заключается в том, что анализируются флюидные колебания, и поэтому этот метод не ограничен каким-либо оптическим разрешением. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы энвайронментализма, такие как анализ воды сократовских экосистем.

Начните с подготовки вертикального микроскопа, оборудованного для освещения в темном поле. Оснастите микроскоп как водяным, так и воздушным объективом. Кроме того, подключите оптический пинцет непрерывной волны 1064 нанометра к микроскопу.

Затем установите камеру с режекторным фильтром на 1064 нанометрах, чтобы обнаруживать и отображать движение частиц золота и опуса. Используйте измеритель мощности после объектива, чтобы установить мощность лазера на 1000 милливатт. Выключите лазер до тех пор, пока это не понадобится.

Подготовка образца начинается с пипетирования капли воды объемом 180 микролитров на предметном стекле микроскопа. Расположите образец на темнопольном микроскопе в этой точке, пипируйте OPIS из резервуара для воды. Переложите его на каплю воды.

Выберите цель 10 x воздух. Наблюдайте за движением OPIS в растворе и записывайте десятисекундный видеопоток со скоростью 25 кадров в секунду. Когда это будет сделано, подготовьтесь к следующему шагу.

Разведите одну часть исходного раствора наночастиц золота диаметром 60 нанометров в 100 частях воды. Вернитесь к микроскопу и отмерьте пять микролитров раствора. Добавьте это в каплю воды с опусом.

Когда будете готовы, переключитесь на объектив погружения в воду 100 раз. К просмотру капли воды приступают, когда в поле зрения можно увидеть примерно одну наночастицу золота. Чтобы поймать частицу, включите лазер оптической ловушки и наблюдайте за каплей.

Переместите предметный столик микроскопа, чтобы приблизить лазерный луч к наночастице золота. Частица будет притягиваться к фокусной точке лазерного луча и перестанет диффундировать. Снимите на видео попавшую наночастицу со скоростью 50 кадров в секунду в течение 30 секунд, выключите лазер оптического пинцета, чтобы выпустить частицу из ловушки.

Следующий шаг – анализ видео на компьютере. Используйте программное обеспечение для отслеживания частиц для определения положения частицы XY в зависимости от времени и найдите частотный спектр с помощью быстрого преобразования Фурье этих данных. На этом графике показано смещение XY захваченной наночастицы золота, которая только находится в движении.

Распределение является гауссовым. После добавления OIS в воду смещение частицы XY изменяется из-за вибраций жидкости. Микрофлюидный поток, создаваемый животным, вызывает частотно-зависимое искажение в направлении Y.

На этих графиках черным цветом показаны частотные спектры в направлениях x и y, которые являются эталонными спектрами для оптически захваченной частицы, которая не находится в присутствии опис. Красные кривые показывают спектры захваченной частицы с плавающим описом. Спектр в направлении X не показывает сильного сигнала из-за положения OPIS относительно захваченной частицы.

Поток в основном направлен по оси Y, как указано на врезке. Спектр в направлении Y, измеренный ручками для плавания, показывает отклик. Широкая частотная характеристика при измерении согласуется с подвижностью организма или, например, с движением главной антенны или других частей тела.

Частотные максимумы. По всем измерениям было обнаружено, что она находится в диапазоне от 3,0 до 7,2 герц, что хорошо согласуется с непосредственно наблюдаемыми частотами. После освоения этой техники ее можно выполнить менее чем за 30 минут, если она выполнена правильно.

При попытке выполнить эту процедуру важно помнить о стабильном трехмерном захвате наночастицы золота с помощью оптических сил.