• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
دانش و فن آوری (بازدید: 101)
دوشنبه 3/4/1392 - 9:6 -0 تشکر 614391
مکانیابی نانومتری ذرات در تله نوری، دستاورد جدید محققان ایرانی

پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان با بررسی و شناخت پتانسیل محوری انبرک نوری، توانستند ‏امکان استفاده از این ابزار را برای نیروسنجی در آزمایشهایی همانند کشش DNA‏ و بررسی خواص مکانیکی سلول‌های ‏زیستی فراهم کنند.

 

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نتایج این آزمایش‌ها از حداقل خطا برخوردار بوده و نسبت به سنجش روش‌های دیگر بسیار دقیق‌ترو ‏راحت‌تراست.‏

 

استفاده از انبرک نوری برای نیروسنجی اجسامی در ابعاد نانومتری، می‌تواند برای محققان در زمینه‌های مختلف از جمله علوم ‏زیستی جذاب باشد. به کار بردن انبرک نوری در این زمینه مستلزم شناخت درست و جامع از پتانسیل آن است. ‏

 

محققان دانشگاه تحصیلات تکمیلی در علوم پایه زنجان در این کار تحقیقاتی، به شناخت و به عبارت دیگر به نگاشت ‏پتانسیل انبرک نوری پرداختند. نتیجه این کار زمینه را برای استفاده از نیروی کششی انبرک نوری در راستای محور و اندازه‏‌گیری همزمان نیرو فراهم می‌کند.‏

 

هدف اصلی این پروژه، بررسی و شناخت پتانسیل محور انبرک نوری و فراهم کردن امکان استفاده از آن در آزمایش‏‌های نیروسنجی همانند کشش ‏DNA‏ و بررسی خواص مکانیکی سلول‌های زیستی بوده است.

 

آرش احمدی، کارشناس ‏ارشد فیزیک از دانشگاه تحصیلات تکمیلی در علوم پایه زنجان، در این باره گفت: مکان‌یابی نانومتری ذرات در تله نوری ‏اساس کار ما در آزمایش‌ها بود. برای این منظور، ابتدا تصویر خروجی از میکروسکوپ را با استفاده از چینش خاصی از ‏عدسی‌ها و دوربین به اندازه مورد نیاز بزرگ‌نمایی کردیم. تصویر ایجاد شده بر روی دوربین از طریق یک برنامه پردازش ‏تصویر که در محیط ‏LabVIEW‏ نوشته شده، تحلیل می‌شد و نتایج آن بر روی بر سیستم ثبت می‌شد. خروجی ‏برنامه مکان ذره بر حسب پیکسل بود که با توجه به نتایج مراحل درجه‌بندی پیکسل در نهایت مکان ذره در هر لحظه بر ‏حسب نانومتر به دست می‌آمد.

 

احمدی که این تحقیقات را به همراهی دکتر سید نادر سید ریحانی انجام داده است، در مورد مراحل کار نیز این گونه ‏توضیح داد: در ابتدا مسأله استفاده از پتانسیل محوری مطرح شد و مشکلاتی که در این مورد وجود داشت، مورد بررسی ‏قرار گرفت. مشکل اساسی عدم شناخت مناسب از پتانسیل محوری انبرک نوری و تغییرات سختی تله برای جابه‌جایی‌های ‏مختلف ذره در تله نوری بود. یک سری اطلاعات تئوری اولیه در مورد امکان وجود این نوع مشکلات داشتیم و برای ‏مشاهده تجربی آنها آزمایش‌هایی را طراحی کردیم.

 

وی ادامه داد: بعد از چند مرحله شکست در انجام آزمایش، بالاخره روش مناسب انجام آن، حاصل و آزمایش به ‏صورت بهینه و مناسب انجام شد. در این مرحله وجود آن مشکل که در واقع تغییر در سختی تله بود، برای یک ذره با اندازه خاص مشاهده شد. بررسی‌های دقیق‌تر تئوری با تقریب بسیار خوبی نتایج آزمایش را تایید کردند. ما به همین مورد ‏خاص اکتفا نکردیم و تمام مراحل آزمایش و محاسبات تئوری را برای سه ذره دیگر با اندازه‌های متفاوت انجام دادیم. ‏نتیجه بسیار جالب بود؛ تئوری موجود به خوبی نتایج آزمایش را تایید می‌کرد و این موضوع ما را مجاب کرد که در ادامه کار ‏برای توزیع گسترده‌تری از اندازه ذرات (اندازه ذرات پرکاربرد در انبرک نوری) محاسبات را تکرار کنیم. نتیجه در نهایت یک ‏الگوی کلی است که از آن می‌توان برای انتخاب درست و مناسب ذره در آزمایش‌های نیروسنجی به‌ وسیله‌ی انبرک نوری ‏استفاده کرد.

 

این محققان در بررسی‌های خود، به جای استفاده ازفوتودیود چهارتایی (وسیله معمول برای اندازه‌گیری مکان ذره در تله ‏نوری) برای مکانیابی نانومتری ذره از ابزارهای بزرگنمایی تصویر و تصویربرداری با سرعت بالا استفاده کردند.‏

 

به گفته احمدی، از کاربردهای این ابزار می‌توان به نیروسنجی در آزمایش‌هایی با محیط سیال و در ابعاد میکرونانومتری و بررسی و شناخت خواص مکانیکی سلول‌های زیستی اشاره کرد. آزمایش‌های نیروسنجی همانند کشش ‏DNA، ‏RNA‏ و سایر پلیمرهای زیستی در راستای محور بسیار راحتتر از راستای عمود بر محور است. در این حالت ‏نیازی به استفاده از میکروپیپت و مشکلات مربوط به آن و یا استفاده از تله دوباریکه‌ای وجود ندارد و می‌توان پلیمر را از ‏یک طرف به محفظه نمونه چسباند و از طرف دیگر در راستای محور کشید. این چینش بسیار راحت‌تر و بهینه‌تر است و ‏حتی در بعضی موارد تنها راه انجام آزمایش است. ‏

 

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله ‏Optics Letters‏ منتشر شده است.

قدرت کلماتت را بالا ببر نه صدایت را!
این باران است که باعث رشد گل ها می شود نه رعد و برق!!!


برو به انجمن
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.