Het analyseren van de Beweging van de Nauplius '<em> Artemia salina</em> 'Door Optical Tracking van Plasmonische Nanodeeltjes

Beoordeling van de waterkwaliteit op basis van chemische en biologische indicatoren is van fundamenteel belang om inzicht te krijgen over de toestand en milieuomstandigheden van een aquatisch ecosysteem ^1-3 winnen. Klassieke methoden voor de chemische water analyse zijn gebaseerd op de organoleptische eigenschappen of de bepaling van de fysisch-chemische parameters. Biologische indicatoren, aan de andere kant, zijn diersoorten waarvan de aanwezigheid en de levensvatbaarheid inzicht bieden in de milieu-omstandigheden en het effect van verontreinigende stoffen voor een ecosysteem dat ze zich voordoen binnen Typische voorbeelden voor bio-indicatoren zijn Copepods, een groep van kleine water schaaldieren, dat kan te vinden in bijna elke waterhabitat ^4,5. Het observeren van de activiteit en de levensvatbaarheid van deze soorten uit een watermonster kan dus worden gebruikt om informatie over de algemene voorwaarden van een ecosysteem ⁵ te verkrijgen. De larven van Copepods, die Nauplii worden genoemd, gebruiken ritmische slagen van hun antennes (elk larve heeft drie paar appendages aan het hoofd regio) om te zwemmen in water ^6. De frequentie en intensiteit van deze slagen is daardoor een directe indicator van de leeftijd, conditie en milieuomstandigheden van het dier ^7-10. Alle onderzoeken op deze specimens worden meestal gedaan met een microscoop door het observeren en de antenne slagen van de Nauplii tellen direct. Door hun grootte (~ 100-500 um) ¹¹ Dit vereist vaak metingen, een voor een of een Nauplius bevestigen aan een substraat.

Hier tonen we een nieuwe aanpak om de activiteit van Copepod larven nemen in watermonsters met behulp van een optisch gevangen gouden nanodeeltjes als een ultra-detektor. Optische pincetten worden doorgaans gebruikt door vele groepen als een fijne experimentele tool om krachten toe te passen of te meten tussen de moleculen tot aan de piconewton bereik ^12-14. Meer recent heeft de toepassingsmogelijkheden voor optische pincetten uitgebreid akoestische trillingen waarnemen en oplossennt schommelingen in vloeibare media door het toezicht op de beweging van nano-en micropartikels die zijn opgesloten in een optische val ^15. Deeltjes die worden ondergedompeld in een vloeistof worden onderworpen aan Brownse beweging. Binnen een optische val, maar deze beweging wordt gedeeltelijk gedempt door een sterke laser geïnduceerde gradiënt kracht. Derhalve kan de stijfheid van de optische val en de lokalisatie van het deeltje in de focus van de laserbundel worden afgestemd door het laservermogen. Tegelijkertijd is het mogelijk om kenmerken trapping potentieel gezien en interacties van moleculen met het deeltje analyseren monitoring van de tijd-afhankelijke deeltjes beweging in de val. Deze aanpak maakt het mogelijk op te halen de frequentie, de intensiteit en de richting van de vloeibare beweging die wordt gegenereerd door een bewegend object in vloeibare omgeving. We demonstreren hoe dit algemene idee kan worden toegepast op een frequentiespectrum van de beweging van een individuele Nauplius verkrijgen zonder de eisdirect bemoeien met het monster. Deze experimentele benadering introduceert een nieuw algemeen concept voor de waarneming van de beweeglijke gedrag van levende exemplaren in een zeer gevoelige manier. Voor opmerkingen over bio-indicator soorten, kan dit de huidige methodologie voor water analyse uit te breiden en kan worden toegepast op gegevens over de gezondheid en de integriteit van aquatische ecosystemen te krijgen.