Düşük maliyetli ve özel tasarım çift ışınlı optik cımbızın performans özellikleri
Öz
Bu çalışmada, mikron boyutundaki partikülleri yakalamak ve manipüle etmek için paralel olarak konumlandırılmış iki adet He-Ne lazer (λ=632.8 nm) kullanan düşük bütçeli ve özel tasarlanmış bir optik cımbız geliştirilmiştir. Bu kapsamda örnek olarak sudaki polistiren boncuklar ve yoğurt kültüründeki maya hücreleri kullanılmıştır. Bu optik cımbızın özelliklerini belirlemek için sertlik ve yakalama kuvveti, Lazer 1, Lazer 2 ve her iki lazerin aynı anda kullanıldığı durum için Brownian Hareketi yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Optik bileşenlerde yapılan küçük ayarlamalar yakalama kuvvetini etkileyerek Lazer 2'nin yakalama kuvvetinin daha düşük olmasına neden olmuştur. Ek olarak, saçılma ortamının viskozitesinin yakalama kuvveti üzerinde önemli bir etkisi vardır; yoğurt kültürünün daha yüksek viskozitesi, maya hücrelerinin her iki lazerin aynı anda kullanılmasıyla yakalanmasını önlemektedir. İki lazerin paralel olarak kullanılması, bir lazerin parçacıkları yakalamak ve hareket ettirmek için kullanılırken diğerinin birden fazla parçacığı yakalamak için kullanılmasını sağlamaktadır. Farklı çalışma ortamlarında performansı incelenen bu özel tasarım optik cımbız, viskozite ölçümleri, hücre içi incelemeler, gıda mühendisliği ve ilaç dağıtım sistemleri gibi yaşambilim alanlarında uygulanma potansiyeline sahiptir.
Anahtar Kelimeler
Etik Beyan
Bu makalenin yazarları, bu çalışmada kullanılan materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve / veya yasal-özel izin gerektirmediğini beyan etmektedir.
Teşekkür
Bu çalışma İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Nanobilim ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı Yüksek Lisans Programı’nda, Dr. Öğr. Üyesi Aziz KOLKIRAN danışmanlığında Nur ÇOBANOĞLU’nun yüksek lisans tezinden üretilmiştir.
Kaynakça
- Ashkin, A. (1970). Acceleration and Trapping of Particles by Radiation Pressure. Physical Review Letters, 24(4), 156–159. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.24.156
- Ashkin, A., & Dziedzic, J. M. (1987). Optical trapping and manipulation of viruses and bacteria. Science, 235(1984), 1517–1520. https://doi.org/10.1126/science.3547653
- Ashkin, A., Dziedzic, J. M., Bjorkholm, J. E., & Chu, S. (1986). Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles. Optics Letters, 11(5), 288. https://doi.org/10.1364/OL.11.000288
- Ashok, P. C., & Dholakia, K. (2012). Optical trapping for analytical biotechnology. Current opinion in biotechnology, 23(1), 16–21.
- Baek, J.-H., Hwang, S.-U., & Lee, Y.-G. (2007). Trap stiffness in optical tweezers. Asian Symposium for Precision Engineering and Nanotechnology 2007, 6.
- Castelain, M., Pignon, F., Piau, J. M., Magnin, A., Mercier-Bonin, M., & Schmitz, P. (2007). Removal forces and adhesion properties of Saccharomyces cerevisiae on glass substrates probed by optical tweezer. The Journal of chemical physics, 127(13).
- Castelain, M., Pignon, F., Piau, J. M., & Magnin, A. (2008). The initial single yeast cell adhesion on glass via optical trapping and Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek predictions. The Journal of chemical physics, 128(13).
- Castelain, M., Rouxhet, P. G., Pignon, F., Magnin, A., & Piau, J. M. (2012). Single-cell adhesion probed in-situ using optical tweezers: A case study with Saccharomyces cerevisiae. Journal of Applied Physics, 111(11).
- Choudhary, D., Mossa, A., Jadhav, M., & Cecconi, C. (2019). Bio-molecular applications of recent developments in optical tweezers. Biomolecules, 9(1), 23.
- Constable, A., Kim, J., Mervis, J., Zarinetchi, F., & Prentiss, M. (1993). Demonstration of a fiber-optical light-force trap. Optics letters, 18(21), 1867–1869.