Summary
النظام المذكور في هذه الوثيقة توظف فخ البصرية التقليدية فضلا عن خط محاصرة البصرية الثلاثية الأبعاد مستقلة، قادرة على خلق والتلاعب الفخاخ متعددة. وهذا يسمح لإيجاد ترتيبات هندسية معقدة من الجزيئات الانكسار مع السماح أيضا عالية السرعة القياسات في وقت واحد، عالية الدقة لنشاط الإنزيمات البيولوجية.
Abstract
نظم عالية الدقة مع المجهر الفخاخ البصرية تسمح للتلاعب دقيق من الكائنات الانكسار المختلفة، مثل الخرز عازلة 1 أو العضيات الخلوية 2،3، فضلا عن ارتفاع المكانية والزمانية قراءات قرار من مركزها النسبي لوسط الفخ. وصف النظام لديه هنا واحد مثل "التقليدية" فخ التشغيل في 980 نانومتر. بالإضافة إلى ذلك فإنه يوفر نظام محاصرة البصرية الثاني الذي يستخدم حزمة الثلاثية الأبعاد متاحة تجاريا في وقت واحد لخلق والتلاعب أنماط محاصرة المعقدة في مجال الرؤية من المجهر 4،5 في طول موجة من 1،064 نانومتر. الجمع بين النظامين تسمح للتلاعب من الكائنات الانكسار متعددة في نفس الوقت أثناء القيام في وقت واحد السرعة العالية وقياسات عالية الدقة للحركة والإنتاج في قوة وحجم النانومتر piconewton.
Introduction
محاصرة الضوئية هي واحدة من التقنيات الرئيسية في الفيزياء الحيوية 6. وثمة تقدم حاسم في محاصرة البصرية تطوير الفخاخ الثلاثية الأبعاد التي تسمح لإنشاء أنماط محاصرة ثلاثي الأبعاد بدلا من الفخاخ نقطة التقليدية 7. هذه الفخاخ الثلاثية الأبعاد تمتلك ميزة من براعة في تحديد المواقع من الكائنات الانكسار. لكن الفخاخ التقليدية يمكن محاذاة بسهولة إلى أن تكون أكثر متماثل من مجموعات الثلاثية الأبعاد متاحة تجاريا. أنها تسمح أيضا لتتبع دقيق سريع من الكائنات المحاصرين. نحن هنا وصف نظام (الشكل 1) الذي يجمع بين النهجين محاصرة في صك واحد ويسمح للمستخدم لاستغلال فوائد كلا حسب الاقتضاء.
وتناقش الاعتبارات العامة من بناء الفخاخ البصرية (على أساس أشعة الليزر واحدة أو متعددة) بالتفصيل في مكان آخر 8-10. هنا، ونحن الخطوط العريضة للاعتبارات محددة لدينا لياليetup وتقديم تفاصيل إجراء محاذاة لدينا. على سبيل المثال، وقد وصفت نظم مع اثنين من الحزم الضوئية محاصرة من قبل (على سبيل المثال المرجع 11)، وعادة ما تستخدم شعاع ليزر واحد لمحاصرة كائن الانكسار واستخدام الأخرى (منخفض عمدا شعاع الطاقة) للقراءات منفصلة من موضع الكائن المحاصرين . لكن هنا، على حد سواء أشعة الليزر تحتاج إلى أن تكون عالية تعمل بالطاقة (300 ميغاواط أو أعلى) لأن كلاهما لاستخدامها في الاصطياد. لقياسات النظم البيولوجية، ينبغي أن أشعة الليزر المستخدمة لمحاصرة تقع على النحو الأمثل ضمن إطار الجرد الوطني محددة من الطول الموجي لتقليل ضوء يسببها تدهور البروتين 1. هنا اخترنا لاستخدام 980 نانومتر الصمام الثنائي و1،064 نانومتر الليزر DPSS بسبب انخفاض التكلفة، وتوافر عالية وسهولة التشغيل.
لقد اخترنا أيضا إلى استخدام المكانية ضوء المغير (حركة تحرير السودان) لإنشاء والتلاعب الفخاخ متعددة في وقت واحد في الوقت الحقيقي 4،5. هي هذه الأجهزة المتوفرة تجارياومع ذلك إدماجها في الإعداد الكامل تحديات فريدة من نوعها. نحن هنا وصف نهج عملي الذي يتناول هذه الصعوبات المحتملة ويوفر أداة مرنة للغاية. ونحن نقدم مثالا صريحا لإعداد المحددة الموصوفة والتي يمكن استخدامها كدليل للتصاميم تعديلها.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. تركيب 980 نانومتر الطول الموجي فخ البصرية واحدة
- محاصرة البصرية في 980 نانومتر الطول الموجي غالبا ما يكون الأمثل لتجارب الفيزياء الحيوية والثنائيات الليزر رخيصة متوفرة بسهولة مع انتاج الطاقة تصل إلى 300 ميغاواط. فمن الأفضل ليزر ديود أن سرحت مع الاستقطاب والحفاظ على الألياف وضع واحد مع الوضع المعروفة يبلغ قطرها المجال. يحتاج الألياف أن تكون طويلة بما فيه الكفاية ليكون بمثابة فلتر وضع وعادة يتم إنهاء إما مع FC / PC أو موصل FC / APC. من هذه، FC / APC هو الأفضل للحد من عودة انعكاس لعدم الاستقرار ردود فعل ضوء والمحتملين.
- تأمين الليزر نانومتر 980 الصمام الثنائي في جبل الذي يسمح للسلطة والتحكم في درجة الحرارة. فمن الأفضل لإصلاح جبل إلى جدول البصرية مباشرة إلى تحقيق أقصى قدر من غرق الحرارة سلبية وبالتالي تقليل خطر فشل الصمام الثنائي نتيجة لوجود خلل من تحكم في درجة الحرارة.
- تركيب موصل الألياف PC / APC إلى البصريات الموازاة شعاع. فمنالحرجة للتأكد من أن شعاع موازى لديهم الحد الأدنى من الاختلاف حتى منافذ الألياف القابلة للتعديل هي الأكثر فائدة. تأكد من أن المنفذ الألياف اختار يطابق قطرها مجال وضع من الألياف ضفيرة الصمام الثنائي. إذا كان الشعاع هو أن rastered باستخدام انحراف صوتية البصرية (AOD) أو انحراف الكهربائية الضوئية (التخلص من الذخائر المتفجرة) ثم يجب أيضا أن يكون موازى ليزر شعاع الخصر أقل قليلا من حجم الفتحة منحرف.
- تأمين محول الموازاة إلى طاولة الضوئية على مسافة كافية من المجهر للسماح لشعاع التوجيه، والتوسع، ووضع المكونات المطلوبة الأخرى. ضبط ميناء الألياف إلى ضمان اتساق الخصر شعاع لمسافات مماثلة لمسار الشعاع العام إلى المجهر.
- تثبيت المرايا هو مبين في الشكل 1. إزالة الهدف من المجهر واستخدام المرايا لتوجيه شعاع من خلال الفتحة في المرحلة هدف في تصاعد مستمر. إذا تفضل والتنسيب من المرايا مزدوج اللون DM1 وDM3 يمكن حذفها حتىفي وقت لاحق. DM2 DM3 وكلاهما shortpass ونقل الضوء المرئي بينما تعكس الأشعة تحت الحمراء وفوق القريب.
- ومن المفيد لتركيب مؤقتا مؤشر ليزر أحمر في مكان الهدف، محاذاة على المحور البصري للمجهر. A محول الميكانيكية العرف هو ضروري لضمان وحدانية للمؤشر ليزر. شعاع مرئية من مؤشر الليزر ثم يمكن توجيه إلى وسط الفتحة من ميناء الألياف ويمكن عندئذ أن تستخدم لتثبيت العدسات (انظر أدناه).
- تثبيت 980 نانومتر شعاع المتوسع (L8 وL9) على مسافة مناسبة من ميناء الألياف للسماح الإدراج المستقبل من مكونات التوجيه (AOD أو التخلص من الذخائر المتفجرة) حسب الضرورة 1. شعاع توسعت يجب أن يفيض قليلا الفتحة البؤرية الخلفي من الهدف. (هنا، والعدسات مع أطوال البؤرية من 125 مم و 60 مم في ترتيب كبلر أن يتضاعف تقريبا الخصر شعاع). استخدام مرئية شعاع ليزر مؤشر (انظر القسم 1.6) لضمان السليم موضع العدسة والمحاذاة الخام.
- تركيبL في 980 نانومتر العدسات توجيه (L2 و L3) في ترتيب التلسكوب كما هو مبين (هنا لديهما 60 مم البعد البؤري) 1. هي التي شنت L3 في المكورات الطائرة إلى طائرة العودة المحورية لهذا الهدف. جبل L3 على الدقة XYZ مرحلة تحديد المواقع للسماح لتوجيه شعاع. ومن المفيد للمرحلة XYZ لدينا مؤشرات رقمية للميكرومتر، مما يسمح لتحديد المواقع للتكرار وتغيير وضعيتها في الفخ. في "نطاق 0.5 من السفر هو عادة ما تكون كافية، قد السفر إلا أطول لL3 تحديد المواقع على طول المحور البصري تكون مفيدة. استخدم مرئية شعاع ليزر مؤشر (انظر القسم 1.6) لضمان السليم موضع العدسة والمحاذاة الخام.
2. تركيب ليزر للكشف عن
- تثبيت DM3 مرآة مزدوج اللون فوق المكثف كما هو موضح في الشكل رقم 1. مطلوب عادة جبل العرف. تأمين الصمام الثنائي الصورة رباعية (QPD) أو جهاز الكشف عن حساسية الموقف (PSD) 8 إلى جانب الجمعية مكثف وENSلدى عودتهم أن 980 نانومتر شعاع الليزر التي تعكسها DM3 يتم ضربه تقريبا على المركز. عند استخدام QPD، وضمان أن يتم تركيبه على مرحلة XY صغيرة للسماح لتوسيط دقيق من أجهزة الاستشعار على شعاع الليزر.
- تثبيت L1 (عادة مم عدسة 30) بين DM3 وأجهزة الاستشعار. L1 الموقف وذلك لتركيز شعاع لبقعة واحدة على استشعار.
- تثبيت مرشح من الدرجة قبل L1 لمنع شعاع نانومتر 1،064 فضلا عن أي الضالة انعكاسات الضوء المرئي من إضاءة المجهر والإضاءة المحيطة.
3. التثبيت من 1،064 نانومتر الطول الموجي التصوير المجسم فخ
- وقد تم بناء جزء الثلاثية الأبعاد من الإعداد حول الأجهزة / البرمجيات حزمة المتاحة تجاريا ويتم تصنيف المرايا الثلاثية الأبعاد المستخدمة في هذه الحزمة لقوة الحادث أقصى حد 5 أو 10 واط / سم 2. وضع واحد TEM00 الحزم في هذا النطاق الطاقة يمكن أن يكون مصدرها بسهولة من ليزر DPSS في 1،064 نانومتر الطول الموجي.
- تركيب ليزر نانومتر 1،064 على ارتفاعمنصة لمطابقة تقريبا ذروة مسار الشعاع للخط 980 (انظر القسم 1).
- إذا لا يمكن السيطرة عليها مباشرة، قوة الليزر يمكن ضبطها يدويا عن طريق تركيب لوحة موجة نصف (HWP) والمستقطب (PBS) الحق بعد يزر فتحة الإخراج. ومن المفيد لتركيب المستقطب في مرحلة دوارة لتكون قادرة على مواكبة متطلبات الثلاثية الأبعاد مرآة لشعاع الاستقطاب.
- تثبيت 1،064 نانومتر شعاع المتوسع (L6 L7 و). يجب توسيع وسطه شعاع الليزر لتتناسب مع حجم مائل للمرآة الثلاثية الأبعاد. لنسب التوسع الكبير (فوق 10X) قد يكون مصدر قلق للحفاظ على حجم صغير المتوسع. وبالتالي قد يكون من المستحسن استخدام العدسات مع طول بؤري صغيرة بشكل غير معتاد (هنا: 16 ملم و 175 ملم).
- تثبيت المرايا الأخرى كما اشارت الى توجيه شعاع نانومتر 1،064 من خلال هذا الهدف.
- آمنة DM1 مزدوج اللون (45 درجة زاوية السقوط) في جبل الحركية ووضع التجميع في مسار شعاع نانومتر 980 بحيث يسمح للundiminisheانتقال د من أن شعاع.
- تنشيط ضوء مؤشر ليزر. ينبغي أن تعكس المرآة DM1 كمية كافية من الضوء المرئي لوضع صحيح المكانية ضوء المغير (حركة تحرير السودان) في مسار هذا الشعاع. حركة تحرير السودان يحتاج أيضا إلى الزاوية بحيث أشعة الليزر الواردة والصادرة وأقرب ما يمكن إلى حالات عادية. إلا أن زاوية السقوط يجب أن تكون كبيرة بما فيه الكفاية لضمان أن شعاع الليزر ليست قص بواسطة يتصاعد العدسة والمكونات البصرية الأخرى. وينبغي أن تكون زاوية ° 5 تحقيقه بسهولة وصغيرة بما فيه الكفاية. أخيرا المسافة من DM1 لحركة تحرير السودان يجب أن تقاس بدقة بحيث الإدراج من العدسات L4 L5 و(انظر 3.6 أدناه) يمكن تصريف الطائرة مرآة حركة تحرير السودان والطائرة الخلفي المحورية لهذا الهدف.
- تثبيت المرآة لتوجيه الضوء من 1،064 نانومتر المتوسع شعاع لحركة تحرير السودان. تأكد من أن ضوء مؤشر ليزر يضرب فتحة المتوسع شعاع على مركز.
- تثبيت العدسات L4 L5 و (هنا: العدسات مع 125 ملم و 200 ملم على التوالي). هذا الزوج تلسكوب تقارن الطائرة مرآة حركة تحرير السودان إلى المستوى البؤري الخلفي من الهدف، وكذلك يقلل من الخصر إلى شعاع فقط فعم قليلا الفتحة الخلفي من الهدف. اخترنا العدسات مع الاتصال أطوال طويلة إلى الفضاء حركة تحرير السودان بعيدا عن DM1. هذا يزيل ليس فقط مجالا لخط ليزر ثاني ولكنه يميل أيضا إلى جعل المحاذاة أسهل.
- إزالة مؤشر ليزر. ترك محول متزايدة لتكون بمثابة الخشنة فتحة المحاذاة.
4. نظام التثبيت ومحاذاة ملاحظات
- عدسة L3 وحركة تحرير السودان يجب وضعه بحيث تكون مترافق بصريا إلى المستوى البؤري الخلفي من الهدف. النقطة المحورية المشتركة للL4 L5 و هو مترافق بصريا إلى الطائرة عينة إذا تم حقن الحزمة محاصرة البصرية في الفضاء لا نهاية من المجهر.
- الغناء IR بطاقة عارض محاذاة شعاع نانومتر 980 للذهاب على طول محور وسط الفتحة في محول مؤشر ليزر.
- استخدام الأشعة تحت الحمراء تي بطاقة* تأكد من أن شعاع نانومتر 1،064 يضرب نفس المكان كما شعاع نانومتر 980 على DM1، L2، و L3 وأن شعاع نانومتر 1،064 يذهب على طول محور وسط الفتحة في محول مؤشر ليزر.
- استبدال مؤشر ليزر محول المتصاعدة مع هدف. ارتفاع النفط أو المياه الفتحة العددية الهدف هو نموذجي.
- محاذاة فخ نانومتر 980 كما هو موضح في 9 عن طريق "المشي" شعاع الليزر حتى ينظر إلى نمط التدخل متماثل شعاعيا على الكاميرا.
- مع الثلاثية الأبعاد مرآة قبالة (أي تعمل كمرآة السلبي) استخدام حركة تحرير السودان وDM1 إلى "السير" في undiffracted 1،064 شعاع نانومتر إلى محاذاة فخ نانومتر 1،064.
- حركة تحرير السودان تنتج شعاع undiffracted كبيرة مما يؤدي في فخ الليزر غير قابلة للنقل قوي في مجال الرؤية. وهذا مفيد للمحاذاة ولكن قد يكون غير مرغوب فيه للتجارب. لمنع هذا الفخ يمكن للمرء أن إدراج كائن غير شفاف صغير في مسار الضوء undiffracted في المكورات الموقع إلى الطائرة عينة (على سبيل المثال اله مركز التنسيق المشترك للL4 L5 و). حجم هذا مانع بقعة المركزية يحتاج إلى أن تكون أكبر إلى حد ما من قطر القرص إيري للضوء مركزة (مانع مع 100-300 ميكرومتر في القطر لنظام وصفه).
- djust 1،064 نانومتر الاستقطاب شعاع باستخدام المستقطب لتتناسب مع حركة تحرير السودان التوجه. تدوير لوحة نصف موجة لضبط انتاج الطاقة من شعاع كما تريد.
- إذا رغبت في ذلك، إدراج AOD أو التخلص من الذخائر المتفجرة عناصر توجيه شعاع في خط ليزر 980 نانومتر. ضمان تصريف الافعال الصحيحة من هذه العناصر إلى الطائرة مرة أخرى الوصل للهدف وإعادة تنظيم الفخ. ومن المفيد لتركيب عناصر التوجيه في مرحلة goniometric.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
الإعداد تجميعها يسمح للمشغل إلى اعتراض الأجسام الانكسار متعددة في الوقت الحقيقي والموقف منها في جميع الأبعاد الثلاثة داخل مجال الرؤية. نحن لتوضيح قدرات الثلاثية الأبعاد الصك من خلال محاصرة 11 المجهرية (الشكل 2). فخ حصر كل كائن يتم يدويا إعادة وضعه على محاصرة ذلك أن الترتيب النهائي يصور شعار جامعة ولاية يوتا حيث تم إجراء هذه التجربة. ويرد وظيفة مجتمعة من فخ الثلاثية الأبعاد والتقليدية في الشكل 3. في فخ التقليدية يتحرك وسط حبة تدريجيا أسرع (ترد بسرعة فخ 1.3 و 10 و 82 ميكرون / ثانية)، في حين تبقى الفخاخ تعريف holographically ثابتة. على أعلى سرعة، والحركة الكاملة للحبة يحدث أثناء التسجيل من إطار واحد من الفيديو، وبالتالي يبدو المدقع والضبابية. فمن الممكن لتحريك فخ التقليدية سريعة بما يكفي أن حبات يجبرون من إمكانات محاصرة من قبل حydrodynamic السحب (لا يظهر).
علما بأن الجمعية من الأشكال المعقدة باستخدام متعددة المجهرية قد يؤدي إلى الحالة التي يكون فيها عدد من المجهرية في مجال الرؤية غير كافية لتجميع كامل (كما هو واضح في الشكل 2). في مثل هذه الحالات، يحتاج المشغل إلى التحرك جسديا مجال الرؤية بالنسبة للعينة (أي إعادة المرحلة العينة في المجهر) لفضح المجهرية إضافية مع الاحتفاظ الكائنات المحاصرين بالفعل.
الشكل 1. التخطيطي للنظام المجهر عالية الدقة مع شعاعين محاصرة. مكونات صفت L1-L9 هي العدسات الأساسية. مكونات المسمى DM1-DM3 هي المرايا مزدوج اللون. وتستخدم العدسات L2 و L3 للتوجيه. العدسات L4 L5 وقانون باعتباره BEAم المخفض والتبادل. العدسات L6/L7 وL8/L9 هي أزواج المتوسع شعاع لأشعة الليزر الخاصة بها. غير المسماة مكونات كما هو مبين مستطيلات سوداء صلبة هي المرايا الأساسية. مكونات المسمى MC وMO هي مكثف المجهر وجوه، على التوالي. المكونات الأخرى هي الصمام الثنائي الصورة رباعية (QPD)، الشق فلتر (NF)، بلتيير درجة الحرارة مرحلة وحدة تحكم (PTC)، مرشح ساخن (HF)، المكانية ضوء المغير (حركة تحرير السودان)، منحرف صوتية البصرية (AOD)، ومصاريع (S1 و S2)، لوحة نصف موجة (HWP) والاستقطاب شعاع الخائن (PBS).
الشكل 2. يتم إجراء الترتيب المكاني يمثل جامعة يوتا شعار باستخدام 11 عامل الفخاخ الثلاثية الأبعاد تعريف والسيطرة عليها. الأجسام المحاصرين هي حبات الانكسار (انظر جدول المواد للحصول على مزيد التفصيلLS) معلقة في الماء غير المتأينة. الدوائر الحمراء والخضراء وتبين المواقف الفخ. الإطارات (أ) - (و) تمثل مراحل متتالية في البناء الشعار.
الشكل (3). مصنوعة صفين من الفخاخ باستخدام 6 مشغل الفخاخ الثلاثية الأبعاد تعريف والسيطرة عليها. يتم تعريف فخ التقليدية إضافية بين صفين وموقفها يتم ضبط بسرعات مختلفة كما هو مبين. يتم نقل حبة لإزاحة المكانية القصوى من 4.1 ميكرون ومن ثم العودة إلى الموقع الأصلي. يتم تسجيل الفيديو من الحركة في 47 إطارا في الثانية حبة. كما يتم زيادة سرعة فخ اعادة تموضع، ويلاحظ أكبر تدريجيا الضبابية في شريط الفيديو. الكائنات المحاصرين هي حبات الانكسار (انظر جدول المواد للحصول على مزيد من التفاصيل) معلقة في الماء غير المتأينة. FRوتظهر مواقيت AME باللون الأحمر. ويرد فخ سرعة اعادة تموضع لكل صف. أشرطة النطاق الأخضر تتوافق مع 5 ميكرومتر في كل اتجاه.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
لقد شيدت صك الذي يجمع بين اثنين من الفخاخ البصرية من أنواع مختلفة (الشكل 1) لتوفير مرافق منفصلة للتلاعب محاصرة الكائن والقياس. بنيت في فخ البصرية "التقليدية" حول 980 نانومتر ليزر الصمام الثنائي. يتم توسيع هذا شعاع، قاد ثم حقنها المجهر لدينا مقلوب ("الضوء الأحمر" شعاع في الشكل 1). بنيت في فخ البصرية الثلاثية الأبعاد حول 1،064 نانومتر DPSS الليزر. يتم توسيع شعاع لتناسب حجم المغير ضوء المكاني (حركة تحرير السودان)، ينعكس قبالة حركة تحرير السودان في زاوية منخفضة من الإصابة، خفضت إلى فعم قليلا الفتحة البؤرية الخلفي من الهدف، جنبا إلى جنب مع "التقليدية" خط محاصرة باستخدام مزدوج اللون مرآة، وحقن أخيرا في المجهر لدينا ("الأحمر الداكن" شعاع في الشكل 1). لاحظ أن حركة تحرير السودان يجب أن توضع في الطائرة التي يتم تصريف بصريا إلى المستوى البؤري الخلفي من الهدف.
في بروتوالقسم عمود، ونحن تصف اعتبارات التصميم والمواءمة التي تسمح لنا لتقليل البصمة المكاني للإعداد ومازال تمكن من بناء سهلة نسبيا. نحن أيضا وصف حجب المكون undiffracted التي تنتجها حركة تحرير السودان، والتي قد تكون ضرورية للحصول على حزمة تجارية مثل النظام المستخدم هنا ولكن هي صعبة بعض الشيء، وحتى الآن موثقة توثيقا جيدا.
تصميم الموصوفة هنا هو غاية للتخصيص. لقد قمنا بإدراج موجز يذكر من عدة شعبية التخصيصات المستوى لالفخاخ البصرية وكيف لأحد أن دمج تلك في التصميم لدينا. على سبيل المثال، يمكن توجيه فخ واحد بطرق متعددة، بما في ذلك انحراف صوتية البصرية (AOD)، انحراف الكهربائية الضوئية (التخلص من الذخائر المتفجرة) 12، منقولة أو عاكسات تشوه أو ببساطة إن تحريك عدسة توجيه (L3 في الإعداد لدينا) 1. وبالمثل، فإن موقف كائن المحاصرين يمكن تحديد باستخدام العديد من برامج وأجهزة الاستشعار. في مثل هذه الحالات، ووضع نموذجي ومواءمةيوصف منة من العناصر ذات الصلة لفترة وجيزة. ونحن نتوقع أن هذا العمل قد توفر قالب لتصاميم أكثر تعقيدا في المستقبل.
العديد من الاعتبارات العملية والقيود الاستخدام هي من المذكرة. أولا، ينبغي أن لا يكون وضع الفخاخ البصرية قريبة جدا من بعضها البعض حتى لا تتداخل مع إمكاناتها جذابة بالقرب من مركز الفخ. اذا كانت هناك حاجة لتحديد المواقع إغلاق اثنين من الفخاخ، ثم فمن الممكن لتحديد فخ خط يربط النقطتين بحيث المحتملة جاذبية في فخ يمتد على طول الخط بأكمله. مسألة عملية أخرى هي أن الكائنات المحاصرين لا يمكن نقل سريع بحيث أنها تجربة المفرطة السحب الهيدروديناميكية (عتبة المحدد يعتمد على قوة فخ) وإلا فإن السحب يمكن دفع الكائنات للخروج من الفخ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
Acknowledgments
تم توفير التمويل من جامعة ولاية يوتا. ونود أن نشكر الدكتور J. شو (UC ميرسيد) والدكتور BJN ريدي (جامعة كاليفورنيا في ايرفين) لإجراء مناقشات مفيدة.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Optical table | Newport corporation | ST-UT2-56-8 | Irvine, CA |
| Microscope, Inverted, Eclipse Ti | Nikon USA | MEA53220 | Melville, NY |
| Plan apo 100X oil objective (1.4 NA) | Nikon USA | MRD01901 | Melville, NY |
| Oil condenser Lens 1.4 NA | Nikon USA | MEL41410 | Melville, NY |
| EMCCD camera | Andor technology USA | Ixon DU897 | South Windsor, CT |
| 1/3" CCD IEEE1394 camera | NET USA Inc | Foculus FO124SC | Highland IN |
| Laser, TEM00, SLM, 1,064 nm wavelength | Klastech Laser Technologies | Senza-1064-1000 | Dortmund; Germany |
| laser diode, TEM00, SLM, 980 nm | Axcel Photonics | BF-979-0300-P5A | Marlborough, MA |
| laser diode mount | ILX Lightwave | LDX-3545, LDT-5525, and LDM-4984 | Bozeman, MT |
| adjustable fiber ports | Thorlabs | PAF-X-11-B | Newton, NJ |
| holographic system | Arryx | HOTKIT-ADV-1064 | Chicago, IL |
| holographic mirror | Boulder Non-linear Systems | this is a part of HOTKIT-ADV-1064 | Lafayette, CO |
| Calcite polarizer | Thorlabs | GL10-B | Newton, NJ |
| half-wave plate | Thorlabs | WPH05M-1064 | Newton, NJ |
| Polarizer rotation mount | Thorlabs | PRM1 | Newton, NJ |
| half-wave plate rotation mount | Thorlabs | RSP1 | Newton, NJ |
| Shutter | Thorlabs | SH05 | Newton, NJ |
| dichroic mirrors (DM2 & DM3); 45 ° AOI | Chroma Technology | t750spxrxt | Bellows Falls, VT |
| dichroic mirror (DM1); 45 ° AOI | Thorlabs | DMSP1000R | Newton, NJ |
| custom mechanical adapter | Thorlabs | SM1A11 and AD12F with enlarged inner bore | Newton, NJ |
| notch filter | Semrock | FF01-850/310-25 | Rochester, NY |
| Acousto-Optic deflector (2-axis) | intraAction | DTD-584CA28 | Bellwood, IL |
| goniometric stage | New Focus | 9081 | Santa Clara, CA |
| 60 mm steering lenses | Thorlabs | LA1134-B | Newton, NJ |
| 16 mm aspherical expander lens | Thorlabs | AC080-016-C | Newton, NJ |
| 175 mm expander lens | Thorlabs | LA1229-C | Newton, NJ |
| Spot blocker (cabron-steel sphere) | Bal-Tec | 0.0100" diameter | Los Angeles, CA |
| Microspheres (Carboxyl-polystyrene) | Spherotech | CP-45-10 | Lake Forest, IL |
References
- Svoboda, K., Block, S. M. Biological applications of optical forces. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23, 247-285 (1994).
- Ashkin, A., Schutze, K., Dziedzic, J. M., Euteneuer, U., Schliwa, M. Force generation of organelle transport measured in vivo by an infrared laser trap. Nature. 348, 346-348 (1990).
- Shubeita, G. T., Tran, S. L., et al. Consequences of motor copy number on the intracellular transport of kinesin-1-driven lipid droplets. Cell. 135, 1098-1107 (2008).
- Polin, M., Ladavac, K., Lee, S. H., Roichman, Y., Grier, D. Optimized holographic optical traps. Opt Express. 13, 5831-5845 (2005).
- Sun, B., Roichman, Y., Grier, D. G. Theory of holographic optical trapping. Opt. Express. 16, 15765-15776 (2008).
- Moffitt, J. R., Chemla, Y. R., Smith, S. B., Bustamante, C. Recent advances in optical tweezers. Annu. Rev. Biochem. 77, 205-228 (2008).
- Grier, D. G. A revolution in optical manipulation. Nature. 424, 810-816 (2003).
- Neuman, K. C., Block, S. M. Optical trapping. Rev. Sci. Instrum. 75, 2787-2809 (2004).
- Sheetz, M. P. Laser tweezers in cell biology. Introduction. Methods Cell Biol. 55, xi-xii (1998).
- Spudich, J. A., Rice, S. E., Rock, R. S., Purcell, T. J., Warrick, H. M. Optical traps to study properties of molecular motors. Cold Spring Harb. Protoc. 2011, 1305-1318 (2011).
- Visscher, K., Gross, S. P., Block, S. M. Construction of multiple-beam optical traps with nanometer-resolution position sensing. Selected Topics in Quantum Electronics. IEEE Journal of. 2, 1066-1076 (1996).
- Valentine, M. T., Guydosh, N. R., et al. Precision steering of an optical trap by electro-optic deflection. Opt Lett. 33, 599-601 (2008).
