Microtoroid Optik Rezonatörler Kullanarak Etiket serbest Tek Molekül Algılama

Bu prosedürün genel amacı, optik rezonatör teknolojisine ve frekans kilitlemeye dayalı bir teknik kullanarak etiket kullanmadan tek molekülleri ve ultra küçük nanopartikülleri tespit etmektir. Bu yöntem, protein katlanması ve bağlanma kinetiği gibi biyokimyasal alanlardaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, hedef molekülü tespit etmek için etiketlenmesine gerek olmamasıdır.

Bu teknik için kurulum, bir mikro OID çipinin bir optik fibere bağlanmasını içerir. İlk olarak, bir mikro OID çipi edinin. Bu, üzerinde bir mikro OID bulunan yaklaşık 6,5 milimetre x 5,5 milimetrelik bir silikon çiptir.

Bu görüntüde olduğu gibi, mikro OID'nin ana çapı 80 ila 100 mikrometre ve küçük çapı iki mikrometredir. Şimdilik, çipi bir kenara koyun ve çipi birleştirmek için elyafı hazırlayın. Bir makara üzerinde tek modlu fiber ile çalışın ve fiberin yaklaşık bir metresini gevşetin.

Tel sıyırıcıları alın ve kabaca gevşeme lifinin ortasında. Polimer kaplamanın 2,5 santimetrelik bir bölümünü elyaftan çıkarmak için bunları kullanın. Bu soyulmuş bölge, elyafın birleşme bölgesidir.

Lifi sıyırdıktan sonra, soyulan bölgeyi temizlemek için tüy bırakmayan bir mendil ve izopropanol alkol kullanın. Ardından, temizlenmiş kısmı yerinde tutmak için manyetik kelepçeli bir fiber tutucu kullanın. Bir sonraki adım için, fiberi zıt yönlerde çekecek şekilde düzenlenmiş step motorlara sahip olun.

Fiber tutucuyu, step motorların soyulan bölgenin her iki tarafındaki fibere takılmasına izin verecek şekilde konumlandırın. Ek olarak, bir ışık kaynağı olarak hizmet etmek için fiberin bir ucuna bir lazer takın. Elyafı germek için step motorları zıt yönlerde hareket ettirin ve elyafın soyulmuş kısmını eritmek için bir hidrojen meşalesi kullanın.

Fiberden yanal olarak saçılan ışığı sürekli izleyin. Yanıp sönme, fiberden geçen ışık iletiminin dalgalandığını ve daha fazla inceltmeye ihtiyaç duyulduğunu gösterir. Yanıp sönme durduğunda, yaklaşık 500 nanometreye kadar ince olacak olan lifi ısıtmayı ve çekmeyi durdurun.

Fiber inceltildikten sonra, ışık kaynağını ayırın ve fiberi ve manyetik kelepçe tutucusunu inatçı motorlardan çıkarın. Ardından, fiberi konumlandırma aşaması ile donatılmış pnömatik olarak izole edilmiş bir tezgaha taşıyın. Fiberi, numune çipinin önündeki bir destek bloğu üzerindeki manyetik kelepçe tutucusuna yerleştirin.

Konumlandırma aşaması, üç eksenli bir mikrometrenin üzerinde üç eksenli bir nano konumlandırma aşamasıdır. Nano konumlandırma aşamasına ek olarak, hizalamaya yardımcı olmak için üstten ve yandan görünüm görüntüleme sütunları vardır. Soyulmuş kısmının konumlandırma aşamasına yakın olduğundan emin olarak elyafla çalışmaya devam edin.

Elyaf serbest ucunu ölçüm sistemine sokmaya hazırlanın. Serbest ucu parçaladıktan sonra, çıplak bir fiber adaptöre takın. Fiberi bir osiloskopa bağlı otomatik dengeli bir fotoğraf alıcısının girişine bağlamak için adaptörü kullanın.

Şimdi fiberin diğer ucuna odaklanın. İlk olarak, bu ucu bir optik kuplöre takın. Ardından fiberi, 50 50 ışın ayırıcı ve ATT ayarlanabilir diyot lazerden girişi olan bir satır içi polarizörün çıkışına bağlayın.

İşte bu noktaya yapılan bağlantıların bir şeması. Işın ayırıcının ikinci çıkışının bir hat içi polarizörden geçtiğini ve otomatik dengeli fotoğraf alıcısı için referans olarak kullanıldığını unutmayın. Bir sonraki adım, mikro OID çipini paslanmaz çelik bir numune tutucu kullanarak monte etmeye hazırlanmaktır.

Çipi numune tutucuya sabitlemek için çift taraflı bant kullanın. Ardından mikro çipi numune tutucunun üzerine yerleştirin. Şimdi numune tutucuyu çip ile nano konumlandırma aşamasının üzerine monte edin.

Burada tutucu ve çip, üç Xs mikrometre ile konumlandırma aşamasında yerindedir. Kaba bir şekilde, numune çipini elyafa göre konumlandırın. İşte parkur konumlandırması tamamlandıktan sonra çip ve fiber.

Ardından, konumlandırıcıyı daha fazla ayarlayın ve çipi optik fibere paralel olarak hizalamak için görüntüleme sütunlarını kullanın Fiberin lazer dalga boyuna sahip bir mikro OID ile bu görüntü bir fiber ve mikrottur. Hassas konumlandırma adımından sonra, görüş alanının merkezine yakın dairesel etiket bir konumlandırma yardımcısıdır. Şimdi mikronun rezonans dalga boyunu aramaya devam edin.

Lazer dalga boyunu yaklaşık 635 nanometre artı veya eksi 2,5 nanometre olarak düzenlemek için üçgen bir dalga biçimi voltaj sinyali oluşturun. Şimdi rezonans aramak için dalga boylarını tarayın. Osiloskop üzerindeki fiberden iletimi gözlemleyin.

Rezonans dalga boyunda iletimin düştüğünü unutmayın. Bu noktada, lazer ışığının polarizasyonunu ayarlamak için çalışın. Optik fiberdeki lazer ışığının polarizasyonunu optimize etmek için hat içi polarizasyon kontrolörlerini ayarlayın.

View osiloskop ile fotoğraf alıcısının çıkışını yapın ve ölçülen iletim düşüşü en dar görünene kadar polarizasyonu ayarlayın. Polarizasyonu optimize ettikten sonra bir numune odası oluşturun. Örnek sahnede.

Hazne, bir mikroskop parçasına cam kapak kayma epoksisinden oluşur. Kaydırak. Sürgü, kapak kaymasının talaş ve elyafı aşmasına izin veren bir ara parça görevi görür. Deney örneklerini dakikada bir mililitre hızla hazneye sokmak için bir mililitrelik bir şırınga pompası ve hortumu düzenleyin.

Ardından, pompaya yüklemek için bir mililitre oda sıcaklığında dengelenmiş bir numune alın. Bu durumda, beş nanometre silika boncuklu bir çözeltidir. Yüklendikten sonra, numune haznesini gözlemleyin ve numuneyi enjekte edin Hazne dolduğunda durun, beş nanometre silika boncuk içeren bir çözelti ile doldurulmuş bu haznede numune enjeksiyonu durmuştur.

Titreşimin etkisini en aza indirmek için 30 saniye bekledikten sonra mikronun rezonans dalga boyunu arayın. Yine, osiloskop kullanarak rezonansta fiber boyunca daldırma ve iletimi gözlemleyin. Bu, oransal integral türevi veya PID denetleyicisi de dahil olmak üzere bu noktadaki deney düzeneğinin bir şemasıdır.

Entegratör ve titreme. Denetleyiciyi, en yüksek kilitlemeyle otomatik kilit modunda çalıştırın. Renk taklidi frekansını iki kilohertz'e ayarlayın ve dalga boyu salınım genliğini 19 femto metreye ayarlayın.

PID ayarlarını ampirik olarak bulduktan sonra, lazerin dalga boyunu mikro oidin rezonans dalga boyuna otomatik olarak kilitleyin. Geri besleme denetleyicisinin çıkışını kaydederek veri toplayın. Burada, boyut sırasına göre üç farklı bağlayıcı parçacık kullanan bir protokolle üretilen saniye cinsinden zamana karşı femto metrelerdeki rezonans kaymasının temsili izleri bulunmaktadır.

Parçacıklar eksozomlar veya nano veziküllerdir. Beş nanometre silika boncuk ve insan interlökin iki molekül. Her veri kümesindeki hem dikey hem de yatay AE'lerin farklı ölçeklerine dikkat edin.

Farklı parçacık boyutları için verilerde farklı ölçeklerin gözlemlenmesi, tekniğin doğru bir şekilde gerçekleştirildiğinin bir göstergesidir. Bir parçacık oid'ye bağlandığında, OID'nin rezonans dalga boyu artar ve izde bir artışa neden olur. Bir parçacık çözüldüğünde, rezonans dalga boyu azalır ve bu da aşağı doğru bir adıma yol açar.

Her dalga boyu adımının yüksekliği, parçacığın boyutu ve mikro oid üzerindeki konumu ile belirlenir. Zaman ölçekleri parçacık OID dinamikleri tarafından belirlenir Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik doğru yapılırsa yaklaşık üç saat içinde gerçekleştirilebilir. Bu prosedürü denerken, her şeyi mümkün olduğunca temiz ve tozsuz tutmayı unutmamak önemlidir.