Abstract
الكشف عن تركيزات صغيرة من الجزيئات وصولا الى حد جزيء واحد له تأثير على مجالات مثل الكشف المبكر عن المرض، والدراسات الأساسية على سلوك الجزيئات. تقنيات الكشف عن جزيء واحد تستخدم عادة تسميات مثل العلامات الفلورية أو النقاط الكمومية، ومع ذلك، والعلامات غير متوفرة دائما، وزيادة التكلفة والتعقيد، ويمكن التشويش على الأحداث التي تجري دراستها. ظهرت المرنانات البصرية كوسيلة واعدة للكشف عن جزيئات واحدة دون استخدام التسميات. حاليا أصغر الجسيمات الكشف عنها بواسطة المحسن plasmonically وعدم العارية نظام مرنان البصرية في حل هو 25 نانومتر البوليسترين المجال 1. قمنا بتطوير تقنية تعرف باسم التردد قفل البصرية يهمس زائل الرنان (زهرة) التي يمكن تجاوز هذا الحد وتحقيق الكشف عن جزيء واحد خالية من التسمية في محلول مائي 2. كما موازين قوة الإشارة مع حجم الجسيمات، يمثل عملنا ل> 100X تحسينهالإقليم الشمالي في إشارة إلى نسبة الضوضاء (SNR) على الدولة الراهنة للفن. هنا يتم عرض الإجراءات وراء FLOWER في محاولة لزيادة استخدامه في هذا المجال.
Introduction
واحدة من التجارب الكشف عن جزيء مفيدة لتقليل كمية الحليلة المستخدمة في أجهزة الاستشعار، للكشف المبكر عن المرض، ودراسة الخصائص الأساسية للجزيئات 3. وعادة ما يتم إجراء مثل هذه التجارب باستخدام تسميات، ولكن التسميات ليست دائما ممكنة للحصول على بروتين معين، وزيادة التكاليف، ويمكن التشويش على الأحداث التي تجري دراستها، ويمكن أن تكون مزعجة، خاصة في الوقت الحقيقي في الموقع تجارب أو نقطة من- التشخيص الرعاية.
المعيار الذهبي الحالي لتسمية خالية biosensing هو سطح مأكل بالرنين 4، ولكن النظم التجارية مأكل سطح الرنين وعادة ما يكون الحد الأدنى نموذجي للكشف على ترتيب نانومتر. في الآونة الأخيرة، ظهرت المرنانات البصرية وتكنولوجيا واعدة لتسمية خالية جزيء واحد biodetection 5. العمل مرنانات بصري على أساس طويل الأجل (م) الحبس الضوء 6،7. الضوء هو evanescentlyبالإضافة إلى هذه الأجهزة عادة عن طريق الألياف البصرية. عندما الطول الموجي للضوء يمر الألياف يطابق الطول الموجي صدى مرنان، وعلى ضوء كفاءة الأزواج إلى مرنان. على ضوء هذا بالإضافة يعكس داخليا تماما داخل تجويف مرنان لتوليد حقل زائل في المنطقة المجاورة للمحيط مرنان. كما جزيئات تدخل مجال زائل وربط للمرنان، والطول الموجي صدى التغييرات مرنان بما يتناسب مع حجم الجسيمات 8.
من حيث القدرة على الكشف، وقد استخدمت في وقت سابق المرنانات microsphere للكشف عن أنفلونزا A احد جزيئات الفيروس (100 نانومتر) 9،10. في الآونة الأخيرة، وقد استخدمت المرنانات البصرية المحسنة plasmonically-microsphere للكشف عن المصل البقري واحد الألبومين جزيئات 11 و [أليغنوكليوتيد 8 مير 12، ولكن هذا النهج يحد من مجال التقاط الجسيمات إلى 0.3 ميكرون 2 في دينائب. أكبر أجهزة الاستشعار التقاط منطقة مثالية لتحقيق أقصى قدر من فرصة للكشف عن الجسيمات. تم التكنولوجيات القائمة على حل الحالية خالية من التسمية biosensing مع (> 100 ميكرون 2) المناطق القبض كبيرة تقتصر على الكشف عن جزيئات البوليستيرين ≥ 25 نانومتر.
قمنا بتطوير نظام biosensing خالية من التسمية على أساس تكنولوجيا مرنان البصرية المعروفة باسم التردد قفل البصرية يهمس زائل الرنان (زهرة) 13 (الشكل 1) التي هي قادرة على الكشف عن وقت حل للجزيئات واحدة في الحل. يستخدم FLOWER عمر الفوتون طويل من المرنانات البصرية microtoroid جنبا إلى جنب مع تردد تأمين مراقبة ردود الفعل، والكشف عن متوازن، والتصفية الحسابية للكشف عن جزيئات صغيرة وصولا الى جزيئات البروتين واحدة. استخدام قفل تردد يسمح للنظام لتتبع دائما صدى التحول من microtoroid كما ربط جزيئات، من دون الحاجة إلى كنس أو مسح الليزر الطول الموجي أكثرنطاقات واسعة. مبادئ FLOWER يمكن أن تستخدم لتعزيز قدرات الكشف عن تقنيات أخرى بما في ذلك تعزيز plasmonic. في ما يلي، ووصف الإجراءات لأداء FLOWER.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. الإعداد التجريبي وإعداد نموذج
- افتعال microtoroids باستخدام الطباعة الحجرية والحفر، وإجراء ذوبان كما هو موضح سابقا 6. افتعال microtoroids على رأس رقاقة السيليكون (رقاقة) التي عادة ما يكون قطرها كبير من 80-100 ميكرون، وقطرها صغير من 2 ميكرون.
- استرخاء ما يقرب من متر من الألياف البصرية أحادية النمط (125 ميكرون الكسوة، 4.3 ميكرون وضع قطر الميدان) من بكرة الألياف لها.
- في منتصف الجزء المساس بها من الألياف البصرية، تجريد شريحة صغيرة (2.5 سم) من طلاء البوليمر حول الألياف الضوئية باستخدام تقشير الأسلاك. ملاحظة: هذا هو جزء من الألياف الضوئية التي سيتم استخدامها لevanescently ضوء زوجين في microtoroid.
- تنظيف الألياف جردت مع الكحول الأيزوبروبانول والوبر مجانا القضاء.
- عقد هذا الجزء من الألياف في مكانها باستخدام حامل الألياف المصنوعة من المشابك المغناطيسية.
- رقيقة الألياف جردت إلى ~ 500 نانومتر meltinز وسحب باستخدام شعلة الهيدروجين واثنين من المحركات السائر تتحرك في اتجاهين متعاكسين في 60 ميكرون / دقيقة. ضع الألياف البصرية داخل الجزء العلوي من اللهب، التي ينبغي أن تكون ~ 10 مم طويل القامة. وقف سحب الألياف عندما انتقال العدوى عن طريق الألياف يتوقف المتقلبة، والتي يمكن رصدها إما بصريا (من خلال مشاهدة الضوء الذي تنتشر أفقيا من وميض الألياف داخل وخارج) أو عن طريق توصيل الألياف إلى الثنائي الضوئي وهو يعلق على الذبذبات .
- يلتصق طرف واحد من الألياف الضوئية وأدخله محول الألياف العارية. ضع هذه الغاية من الألياف في مدخلات photoreceiver.
- زوجين من الألياف الطرف الآخر من بكرة الألياف ليزر باستخدام مقرنة الألياف البصرية.
- وضع رقاقة microtoroid على رأس صاحب العينة (الفولاذ المقاوم للصدأ، 37.8 مم × 6.4 مم × 3.2 مم) باستخدام الايبوكسي أو الشريط مزدوجة من جانب.
- جبل صاحب العينة على رأس مرحلة تحديد المواقع التي تضم من 3 محاور النانو لتحديد المواقع (نanocube) مرحلة (انظر قائمة المعدات) على رأس ميكرومتر 3 محاور. أداء جميع التجارب على طاولة البصرية معزولة بالهواء المضغوط لتقليل الاهتزازات.
- موقف خشن رقاقة عينة باستخدام ميكرومتر 3 محاور.
- محاذاة رقاقة بالتوازي التي تحتوي على microtoroid إلى الألياف الضوئية باستخدام النانو مناور. ملاحظة: محاذاة microtoroid على مسافة من طول موجي واحد من الضوء المدخلات (~ 633 نانومتر). لرؤية هذه العملية استخدام عمودين التصوير (أنبوب مع عدسة موضوعية وكاميرا، انظر قائمة المعدات) وضعه على رأس وعلى جانب من الشريحة.
- تحسين استقطاب ضوء الليزر الموجهة من خلال الألياف البصرية باستخدام وحدة تحكم الاستقطاب في خط (انظر قائمة المعدات) مع مقبض لضبط الاستقطاب. ملاحظة: يتم تحقيق الاستقطاب الأمثل عندما يظهر تراجع ملموس في انتقال الألياف البصرية أضيق. ملاحظة هذا الانخفاض على الذبذبات (راجع الخطوة 2.2 لمزيد من التفاصيل).
- بناءغرفة العينة epoxying ساترة الزجاج على مرحلة العينة باستخدام شريحة المجهر والزجاج كفاصل. ملاحظة: A الضميمة زجاجي يغطي كامل الإعداد قد تكون مفيدة للتقليل من التيارات الهوائية. يجب أن تترك فتحة صغيرة للسماح الحل ليتم ضخها في استخدام الأنابيب.
- تتوازن حراريا تعليق الجسيمات أو المحاليل المائية جزيء واحد ل≥ 1 ساعة في حمام مائي RT (~ 500 مل). ملاحظة: يتم تخفيفه عينات إلى التركيز المطلوب في أنابيب microcentrifuge باستخدام مخازن المرتبطة المحددة من الشركة المصنعة، على سبيل المثال، في برنامج تلفزيوني أو HEPES. إذا تم الكشف عن أية أحداث ملزمة، وزيادة تركيز الملح المخزن المؤقت.
- دوامة الجسيمات تحتوي على حلول (1 مل) لفترة وجيزة ل~ 2 ثانية.
- حقن الجسيمات تحتوي على حلول في حجرة العينة في 1 مل / دقيقة باستخدام 1 مل ضخ حقنة.
- بعد أن شغل حجرة العينة، إيقاف ضخ حقنة.
- انتظر 30 ثانية قبل تسجيل البيانات للحد منآثار الاهتزازات الميكانيكية الناجمة عن تدفق السوائل التي يمكن أن تؤثر على القياس.
2. تردد قفل
- إعادة الزوجين حلقي إلى الألياف البصرية عن طريق تحريك صاحب العينة مع nanopositioner، لأنه سيتم بالانزعاج اقتران نظرا لحقن السائل.
- تحديد الطول الموجي صدى من microtoroid عن طريق مسح الكمبيوتر التي تسيطر عليها إدخال الليزر من خلال مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية. تنفيذ هذه الخطوة عن طريق إرسال إشارة الثلاثي الموجي الجهد لعنصر كهرضغطية داخل وحدة تحكم الليزر الذي ينظم الطول الموجي لليزر. إجراء تجارب باستخدام الضوء المرئي (635 نانومتر ± 2.5 نانومتر) كما أن هناك انخفاض امتصاص الضوء في الماء عند هذا الطول الموجي.
- قياس انتقال الضوء من خلال الألياف البصرية عن طريق توصيل إخراج الألياف البصرية إلى photoreceiver السيارات متوازنة. سد العجز الناتج من photoreceiver إلى الذبذبات باستخدام كابل BNC. مراقبة سن الذبذبات أنه في الطول الموجي صدى من microtoroid، انتقال العدوى عن طريق الألياف البصرية قطرات.
- إرفاق إخراج photoreceiver إلى المدخل الرئيسي للتردد قفل تحكم ردود الفعل (انظر قائمة المعدات) عن طريق كابل.
- تشغيل التردد قفل تحكم ردود الفعل في وضع القفل الآلي باستخدام أعلى من الذروة قفل مع تردد ارتجف من 2 كيلو هرتز واتساع موجة التذبذب من 19 وزير الخارجية. ضبط تجريبيا الإعدادات يتناسب-يتجزأ المشتقة في إطار البرنامج باستخدام زيغلر-نيكولز ضبط القواعد 14. ملاحظة: هذه القيم تحتاج إلا أن تكون مجموعة مرة واحدة في بداية كل التجارب.
- لصناعة السيارات في قفل الطول الموجي لليزر لطول الموجة صدى من microtoroid. تنفيذ هذه الخطوة بعد ملء حجرة العينة. ملاحظة: إذا كان التحول الطول الموجي هو كبير جدا، ثم وحدة تحكم ردود الفعل سوف تفقد القفل وستتحول تلقائيا إلى وضع المسح الضوئي من أجل تحديد موقع صدى الطول الموجي. هذا OCالأوغاد لطول موجة التحولات أكبر من ما يقرب من linewidth (لا يقل عن 600 وزير الخارجية لجميع أنظمة التحقيق هنا).
- تسجيل الإخراج من وحدة تحكم ردود الفعل في 20 كيلو هرتز باستخدام 24 بت بطاقة الحصول على البيانات. تصدير البيانات كملف نصي عبر برنامج الحصول على البيانات.
3. تجهيز وتحليل البيانات
- تحويل فورييه البيانات في MATLAB.
- المنخفضة تمرير البيانات باستخدام "الطوب الجدار" مرشح مع قطع في 1 كيلو هرتز لإزالة التردد ارتجف المفروضة من 2 كيلو هرتز (انظر الرمز التكميلي ملف شاشة 1).
- الشق حسابيا تصفية البيانات باستخدام حجم نافذة 16 هرتز. ملاحظة: يتم ذلك لإزالة المصادر المعروفة للضجيج، في هذه الحالة، 60 هرتز الضوضاء خط الالكترونية والتوافقيات، وكذلك 100 هرتز (قادمة من سائق ليزر) والتوافقيات (انظر الرمز التكميلي ملف شاشة 1).
- فورييه العكسي تحويل البيانات مرة أخرى إلى المجال الزمني.
- مرشح متوسط البيانات باستخدام نافذةحجم 1001 عينات (انظر الرمز التكميلي ملف لقطة 2).
- تحديد التغييرات خطوة في الطول الموجي صدى باستخدام خوارزمية تقصي خطوة من Kerssemakers وآخرون. 15.
- توليد رسوم بيانية للسعة كل خطوة ملزمة.
- حساب حجم الجسيمات باستخدام المعادلة. (1) (انظر مناقشة).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
الجسيمات الأحداث ملزم يتم رؤيتها بوضوح عن التغيرات خطوة تشبه في الطول الموجي صدى من microtoroid على مر الزمن (الشكل 2A). وتظهر مرتفعات الخطوات كما رسم بياني في الشكل 2B. أرقام 2-4 تظهر آثار تمثيلية من الربط من exosomes (nanovesicles)، وحبات السيليكا 5 نانومتر، وبشرية واحدة انترلوكين 2 الجزيئات، على التوالي. حقيقة أن الأحداث خطوة تشبه النطاق مع حجم الجسيمات يظهر أن قد تم تنفيذ هذه التقنية بشكل صحيح. هذا يمكن تحليلها عن طريق توليد الرسم البياني من المرتفعات خطوة (الشكل 2B) والمقارنة بين أقصى ارتفاع خطوة لوحظ أن التنبؤات النظرية، كما هو مبين أدناه.
الشكل 1. كتلة مخطط نظام الاستشعار حلقي. الضوء من الصمام الثنائي ليزر الانضباطي هو تقسيم ث إيث جزء المرسلة من خلال الألياف البصرية أن الأزواج الضوء في حلقي والجزء الآخر إرسالها مباشرة إلى مدخل واحد من photoreceiver السيارات متوازنة. إرسال الإخراج من الألياف البصرية في الإدخال الثاني من photoreceiver-متوازنة السيارات. إرسال الإخراج من photoreceiver إلى وحدة تحكم ردود الفعل التي ينظم ضوء الليزر لتحديد قيمة الطول الموجي صدى من microtoroid. كما الجسيمات ربط حلقي، والتحولات تردد الرنين. يتم إرسالها الفرق بين الطول الموجي لليزر والطول الموجي صدى من microtoroid إلى وحدة تحكم النسبي على تكامل المشتقة التي تسمح ليزر لتتناسب مع الطول الموجي للحلقي في أسرع وقت وبأكبر قدر من السلاسة. الرجاء انقر هنا لعرض أكبر نسخة من هذا الرقم.
p_upload / 53180 / 53180fig2.jpg "/>
الشكل 2. الرنين تغيير الطول الموجي بمرور الوقت مع 20 حبات نانومتر ربط إلى سطح microtoroid. (A) التحول في الطول الموجي صدى من microtoroid بمرور الوقت مع 20 حبات نانومتر ربط السطح. (B) الرسم البياني من مرتفعات (سعة) كل حدث الرنين خطوة الطول الموجي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3. الرنين تغيير الطول الموجي مع مرور الوقت كما ربط exosomes الفردية إلى سطح microtoroid. وينظر إلى الأحداث ملزمة فردية عن التغيرات المنفصلة (الخطوات) في الطول الموجي صدى مع مرور الوقت."> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 4. الرنين تغيير الطول الموجي بمرور الوقت مع حبات السيليكا 5 نانومتر ربط سطح microtoroid. الجسيمات التمسك سطح حلقي وعبر امتصاص السلبي. تعتبر الجسيمات الأحداث ملزمة باعتبارها خطوات منفصلة في الطول الموجي صدى من حلقي مع مرور الوقت. وينظر الامتزاز من الجسيمات كخطوة نحو الانخفاض. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 5. الرنين تغيير الطول الموجي مع مرور الوقت كما IL-2 جزيئات ربط سطح microtoroid. الأحداث ملزمة الجزئيات الكبيرةينظر إليها على أنها خطوات منفصلة في الطول الموجي صدى مع مرور الوقت. هذه الخطوات تبدو مشابهة لتلك الموجودة في الشكل 4 كما هذين النوعين من الجسيمات ذات حجم مماثل تقريبا. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
كما يربط جسيم، والطول الموجي صدى (λ) للزيادات حلقي. إذا unbinds جسيم، والطول الموجي صدى النقصان تبعا ل(أ الحدث خطوة لأسفل). يمكن تحديد قطرها الجسيمات (د) عن طريق رسوم بيانية للسعة كل خطوة الطول الموجي. يختلف ارتفاع كل خطوة الطول الموجي نظرا لاختلاف حجم الجسيمات ملزمة ونظرا لموقعها على microtoroid حيث يربط الجسيم. يحدث أقصى تغير في الطول الموجي صدى (الارتفاع الخطوة) عندما ربط الجزيئات عند خط الاستواء من حيث microtoroid المجال الكهربائي (E 0، كحد أقصى) هو الحد الأقصى. هذا أقصى ارتفاع خطوة (Δλ) هو ذات الصلة لقطر الجسيمات من خلال المعادلة. (1) 8، حيث هو دائرة نصف قطرها الجسيمات، D هو ثابت العزل الكهربائي على أساس مؤشر الانكسار من الجسيمات ملزمة وسائل الإعلام المحيطة بها، V m هو حجم نمط من lighتي في microtoroid تحديدها من خلال محاكاة العناصر المحدودة 2، وE 0 (ص ق) هو اتساع المجال الكهربائي عند خط الاستواء الجسيمات تحدد أيضا من خلال محاكاة العناصر المحدودة:
قلب المعادلة. (1) يشير إلى أن قوة الإشارة (Δλ) جداول مع حجم الجسيمات (3). ويعرف لدينا عامل العزل الكهربائي على النحو التالي:
أين هو مؤشر الانكسار وسائل الإعلام المحيطة بها، وهو الانكسار مؤشر من الجسيمات. التقديرات النظرية لحجم الجسيمات على أساس المعادلة (1)، وكذلك رسوم بيانية إضافية وحجم كاليتم عرض culations في 2 و 16.
FLOWER يمكن تعديلها لسرعة تتبع عن طريق زيادة التردد الذي تردد قفل تحكم ردود الفعل مسارات الطول الموجي للmicrotoroid. يمكن تعديل الإجراء معالجة البيانات باستخدام المتوسط المتحرك بدلا من مرشح الوسط، وما زالت قائمة يمكن استردادها الأحداث ملزم، إلا أن مرشح متوسط يسبب خطوة حواف أن يكون الحفاظ على نحو أفضل. وتشمل القيود المفروضة على هذه التقنية حقيقة التحول الطول الموجي للmicrotoroid على الجسيمات ملزمة يعتمد على المكان على مرنان الأراضي الجسيمات. وهكذا، تأكيدا لربط جسيم واحد يعتمد على جيل من الرسم البياني للعديد من الأحداث ملزمة منفصلة. إذا تم الكشف عن أية أحداث ملزمة متميزة، وزيادة تركيز الملح المذيب يساعد.
وتكمن أهمية هذه التقنية فيما يتعلق الطرق القائمة هي أن يطلب من أي تسميات لاستجواب الجزيء المستهدف.ومع ذلك ملزمة انتقائية يتطلب functionalizing أجهزة الاستشعار مع الأجسام المضادة. وتشمل المزايا الأخرى حقيقة أنه منذ المرنانات microtoroid لها مناطق التقاط أكبر مقارنة مع حساسية عالية أساليب مأكل سطح الرنين، من المرجح أن تحدث الجسيمات ملزمة الأحداث. وبالإضافة إلى ذلك، لأن FLOWER لا تتطلب علامات الفلورسنت التي قد photobleach، FLOWER قادر على طويلة (> 10 ثانية) القياسات مع سرعة (ميلي ثانية واحدة) قرار الوقت.
وتشمل الخطوات الحاسمة ضمن بروتوكول مواءمة تفتق الألياف البصرية مع microtoroid. بمجرد مغمورة حلقي في السائل، والكثير من الحركة من الألياف من خلال السائل يمكن أن يسبب تفتق لكسر، وبالتالي إنهاء التجربة. FLOWER في صياغته الحالية هو بالتالي غير مناسب لإجراء التجارب على مقياس الوقت من ساعة. بالإضافة إلى ذلك، مرة واحدة وقد تم مغمورة microtoroid في جزيئات السائل وربط، وعامل الجودة (Q) قطرات irrecoverably على النطاق الزمني لساعات الذروة ولقد تصبح في نهاية المطاف ocking غير مستقرة. في هذه الحالة هو مطلوب جهاز جديد. لأننا ارتجف تردد الليزر لدينا مجموعة صغيرة جدا في جميع أنحاء ذروة صدى، FLOWER لا تتفحص في وقت واحد في جميع أنحاء الطيف بالرنين بأكمله، وبالتالي لا قياس التغيرات في عامل الجودة في الوقت الحقيقي وربط الجزيئات. وعند النظر إلى عامل الجودة قبل وبعد الربط سوى عدد قليل من الجسيمات، ونحن لا نرى تدهور بالغ عامل Q. نتوقع أن يؤدي ذلك لأن ملفات حلقية البكر الأصلي لها منخفض نسبيا Q-عامل (تحميل Q في الماء من ~ 1X10 5 -5x10 6).
نلاحظ أن الضوضاء التذبذب التي يسببها الليزر هو مطروح من استخدام photoreceiver-متوازنة السيارات. نحن لحد من تقلبات الألياف البصرية ضد حلقي عن طريق وضع الألياف في اتصال مباشر على microtoroid. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يتم تعيين المعلمات PID بشكل صحيح، سوف تظهر تقلبات، أي النظام لن بسرعة وaccuratاعل مسار التحولات الطول الموجي. يمكن استخدام قواعد ضبط زيغلر-نيكولز لتعيين بشكل صحيح PID الإعدادات 14. باتباع الإجراءات الموضحة هنا، يجب أن يكون من الممكن اكتشاف والنانوية الحجم تتراوح بين مئات نانومتر تصل إلى بضعة نانومتر، بما في ذلك جزيئات بيولوجية واحدة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Tunable diode laser | Newport | TLB-6300 | |
| Laser controller | Newport | TLB-6300-LN | |
| Frequency locking feedback controller | Toptica Photonics | Digilock 110 | |
| Auto-balanced photoreceiver | Newport | Model 2007 | |
| In-line polarization controller | General Photonics | PLC-003-S-90 | |
| 24-bit data acquisition card | National Instruments | NI-PCI-4461 | |
| Recombinant human interleukin-2 | Pierce Biotechnology | R201520 | |
| 20 nm polystyrene beads | Thermo Scientific | 3020A | |
| NanoCube XYZ Piezo Stage | Physik Instrumente | P-611.3 | |
| Optical table | Newport | VH3660W-OPT | |
| Objective lens for imaging column | Navitar Machine Vision | 1-60228 | |
| Imaging column (adaptor tube) | Navitar Machine Vision | 1-60228 | |
| High-Res CCD camera for imaging column | Edmund Industrial Optics | NT39244 |
References
- Lu, T., et al. High sensitivity nanoparticle detection using optical microcavities. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108, 5976-5979 (2011).
- Su, J., Goldberg, A. F. G., Stoltz, B. Label-free detection of single nanoparticles and biological molecules using microtoroid optical resonators. Light: Science and Applications. , (2016).
- Knight, A. Single molecule biology. , Elsevier/Academic. (2009).
- Jonsson, U., et al. Real-time biospecific interaction analysis using surface plasmon resonance and a sensor chip technology. BioTechniques. 11, 620-627 (1991).
- Vollmer, F., Arnold, S. Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules. Nat. Methods. 5, 591-596 (2008).
- Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip. Nature. 421, 925-928 (2003).
- Vahala, K. J.
- Arnold, S., Khoshsima, M., Teraoka, I., Holler, S., Vollmer, F. Shift of whispering-gallery modes in microspheres by protein adsorption. Opt. Lett. 28, 272-274 (2003).
- Vollmer, F., Arnold, S., Keng, D. Single virus detection from the reactive shift of a whispering-gallery mode. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105, 20701-20704 (2008).
- He, L., Ozdemir, S. K., Zhu, J., Kim, W., Yang, L. Detecting single viruses and nanoparticles using whispering gallery microlasers. Nat Nano. 6, 428-432 (2011).
- Dantham, V. R., et al. Label-free detection of single protein using a nanoplasmonic-photonic hybrid microcavity. Nano Lett. 13, 3347-3351 (2013).
- Baaske, M. D., Foreman, M. R., Vollmer, F. Single-molecule nucleic acid interactions monitored on a label-free microcavity biosensor platform. Nat Nanotechnol. 9, 933-939 (2014).
- Su, J. Label-Free Single Exosome Detection Using Frequency-Locked Microtoroid Optical Resonators. ACS Photonics. (9), 1241-1245 (2015).
- Åström, K. J., Murray, R. M. Feedback systems : an introduction for scientists and engineers. , Princeton University Press. (2008).
- Kerssemakers, J. W., et al. Assembly dynamics of microtubules at molecular resolution. Nature. 442, 709-712 (2006).
- Su, T. -T. J. Label-free detection of single biological molecules using microtoroid optical resonators. , California Institute of Technology. (2014).
