ללא תווית מולקולה בודדת איתור באמצעות תהודה אופטית Microtoroid

המטרה הכוללת של הליך זה היא לזהות מולקולות בודדות וננו-חלקיקים קטנים במיוחד ללא שימוש בתוויות בטכניקה המבוססת על טכנולוגיית תהודה אופטית ונעילת תדרים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומים ביוכימיים כגון קיפול חלבונים וקינטיקה של קשירה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שאין צורך לתייג את מולקולת המטרה על מנת לזהות אותה.

הגדרה לטכניקה זו כוללת צימוד שבב מיקרו OID לסיב אופטי. ראשית, השג שבב מיקרו OID. זהו שבב סיליקון בגודל של כ-6.5 מילימטר על 5.5 מילימטר עם מיקרו OID המיוצר עליו.

כמו בתמונה זו, למיקרו OID יש קוטר עיקרי של 80 עד 100 מיקרומטר וקוטר מינורי של שני מיקרומטר. לעת עתה, הניחו את השבב בצד והכינו את הסיב על מנת לחבר את השבב. עבדו עם סיבים במצב יחיד על סליל ושחררו בערך מטר מהסיב.

קבל חשפניות תיל ובערך באמצע סיב ההירגעות. השתמש בהם כדי להפשיט קטע של 2.5 סנטימטר מציפוי הפולימר מהסיב. אזור מופשט זה הוא אזור הצימוד של הסיב.

לאחר הסרת הסיבים, השתמש במגבון נטול מוך ובאלכוהול איזופרופנול כדי לנקות את האזור המופשט. לאחר מכן, השתמש במחזיק סיבים עם מהדקים מגנטיים כדי להחזיק את החלק הנקי במקומו. לשלב הבא, יש מנועי צעד מסודרים כדי למשוך את הסיב לכיוונים מנוגדים.

מקם את מחזיק הסיבים כדי לאפשר הצמדת מנועי הצעד לסיב משני צידי האזור המופשט. בנוסף, חבר לייזר לקצה אחד של הסיב כדי לשמש כמקור אור. הפעל את מנועי הצעד הנעים בכיוונים מנוגדים כדי למתוח את הסיב והשתמש בלפיד מימן כדי להמיס את החלק המופשט של הסיב.

עקוב כל הזמן אחר האור המפוזר לרוחב מהסיב. מהבהב מציין שהעברת האור דרך הסיב משתנה ויש צורך בדילול נוסף. כאשר המצמוץ מפסיק, הפסיקו לחמם ולמשוך את הסיב, שיהיה דק לכ-500 ננומטר.

לאחר דילול הסיב, נתק את מקור האור והסר את הסיב ואת מחזיק המהדק המגנטי שלו מהמנועים העקשניים. לאחר מכן, העבירו את הסיב לספסל מבודד פניאומטי המצויד בשלב המיקום. הנח את הסיב במחזיק המהדק המגנטי שלו על בלוק תמיכה מול שבב הדגימה.

שלב המיקום הוא שלב מיקום ננו תלת-צירי על גבי מיקרומטר תלת-צירי. בנוסף לשלב מיקום הננו, ישנן עמודות הדמיה עליונות וצדדיות המסייעות ביישור. המשך לעבוד עם הסיב על ידי הקפדה על החלק המופשט שלו קרוב לשלב המיקום.

התכוננו להכניס את הקצה החופשי של הסיבים למערכת המדידה. לאחר פיצול הקצה החופשי, הכנס אותו למתאם סיבים חשופים. השתמש במתאם כדי לחבר את הסיב לכניסה של מקלט צילום מאוזן אוטומטי המחובר לאוסילוסקופ.

עכשיו התמקדו בקצה השני של הסיב. ראשית, חבר את הקצה הזה למצמד אופטי. לאחר מכן חבר את הסיב לפלט של מקטב מוטבע, שיש לו קלט ממפצל קרן 50 50 ולייזר דיודה הניתן לכוונון ATT.

הנה סכמטי של הקשרים שנוצרו עד לנקודה זו. שימו לב שהפלט השני של מפצל האלומה עובר דרך מקטב מוטבע ומשמש כהתייחסות למקלט הצילום המאוזן אוטומטית. השלב הבא הוא להתכונן להרכבת שבב המיקרו OID באמצעות מחזיק מדגם נירוסטה.

השתמש בסרט דו צדדי כדי להדק את השבב למחזיק המדגם. לאחר מכן הנח את המיקרו שבב על גבי מחזיק הדגימה. כעת הרכיב את מחזיק המדגם עם השבב על גבי שלב מיקום הננו.

כאן המחזיק והשבב נמצאים במקומם בשלב המיקום עם שלושת המיקרומטר Xs. מיקום גס, שבב הדגימה ביחס לסיב. להלן השבב והסיבים לאחר השלמת מיקום המסלול.

לאחר מכן, כוונן עוד יותר את הממקם והשתמש בעמודות ההדמיה כדי ליישר את השבב במקביל לסיב האופטי עם מיקרו OID עם אורך גל לייזר של הסיב, תמונה זו היא של סיב ומיקרוט. לאחר שלב המיקום העדין, המדבקה העגולה ליד מרכז שדה הראייה היא כלי עזר למיקום. כעת עברו לחפש את אורך גל התהודה של המיקרו.

צור אות מתח צורת גל משולש כדי לווסת את אורך גל הלייזר בכ-635 ננומטר פלוס מינוס 2.5 ננומטר. כעת סרוק את אורכי הגל כדי לחפש תהודה. התבונן בשידור דרך הסיב באוסילוסקופ.

שימו לב שבאורך גל התהודה, השידור יורד. בשלב זה עבדו על התאמת הקיטוב של אור הלייזר. התאם את בקרי הקיטוב המוטבעים כדי לייעל את הקיטוב של אור הלייזר בסיב האופטי.

View הפלט של מקלט הצילום עם האוסילוסקופ והתאם את הקיטוב עד שטבילת השידור הנמדדת תיראה צרה ביותר. לאחר אופטימיזציה של הקיטוב, בנה תא דגימה. בשלב המדגם.

החדר מורכב מכיסוי זכוכית, להחליק אפוקסי לחתיכת מיקרוסקופ. שקופית. המגלשה פועלת כמרווח המאפשר להחלקת הכיסוי לתלות את השבב והסיבים. ארגן משאבת מזרק וצינורות של מיליליטר אחד כדי להכניס דגימות ניסוי לתא במהירות של מיליליטר לדקה.

לאחר מכן, השג דגימה מאוזנת בטמפרטורת החדר של מיליליטר אחד לטעינה למשאבה. במקרה זה, מדובר בתמיסה עם חרוזי סיליקה של חמישה ננומטר. לאחר הטעינה, התבונן בתא הדגימה והזריק את הדגימה עצירה כאשר התא מתמלא, הזרקת הדגימה נעצרה בתא זה, הממולא בתמיסה המכילה חמישה חרוזי סיליקה ננומטר.

לאחר המתנה של 30 שניות כדי למזער את השפעת הרטט, חפש את אורך גל התהודה של המיקרו. שוב, התבונן בטבילה ובהעברה דרך הסיב בתהודה באמצעות האוסילוסקופ. זוהי סכמטית של מערך הניסוי בשלב זה, כולל הנגזרת האינטגרלית הפרופורציונלית או בקר PID.

האינטגרטור והדיטרטור. הפעל את הבקר במצב נעילה אוטומטית עם נעילת שיא. הגדר את תדר הדיטר לשני קילו-הרץ והגדר את משרעת התנודה באורך הגל ל-19 מטר פמטו.

לאחר מציאת הגדרות ה-PID באופן אמפירי, נעל אוטומטית את אורך הגל של הלייזר לאורך גל התהודה של המיקרו-איד. אסוף נתונים על ידי הקלטת הפלט של בקר המשוב. להלן עקבות מייצגים של שינוי תהודה במדי פמטו לעומת זמן בשניות המיוצר בפרוטוקול המשתמש בשלושה חלקיקי קישור שונים לפי סדר הגודל.

החלקיקים הם אקסוזומים או שלפוחיות ננו. חמישה ננומטר חרוזי סיליקה ואינטרלוקין אנושי שתי מולקולות. שימו לב לקנה המידה השונה של AEs האנכיים והאופקיים בכל מערך נתונים.

התבוננות בקנה מידה שונה בנתונים עבור גדלי חלקיקים שונים היא אינדיקציה לכך שהטכניקה בוצעה כהלכה. כאשר חלקיק נקשר ל-oid, אורך גל התהודה של ה-OID גדל וגורם לעלייה במעקב. כאשר חלקיק מתנתק, אורך גל התהודה יורד ומוביל לירידה.

גובהו של כל שלב באורך גל נקבע על פי גודל החלקיק ומיקומו על המיקרו-איד. טווחי הזמן נקבעים על ידי דינמיקת ה-OID של החלקיקים לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך כשלוש שעות אם היא נעשית כהלכה. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לשמור על הכל נקי ונקי ככל האפשר מאבק.