تعیین مسیر بهینه برای ردیابی نانوذرات فلورسنت با استفاده از اشعه لیزر

قابلیت ردیابی دقیق نانوذرات در بیولوژی، دینامیک سیال در مقیاس نانو و به‌طور کلی در نانوتکنولوژی کاربرد وسیعی دارد. مسیر تحقیقات انجام شده در این حوزه بسیار مطلوب بوده و اطلاعات دقیق و مفیدی در مورد موقعیت نانوذرات نسبت به زمان فراهم نموده است. محققین فرمول ساده‌ای برای تعیین موقیعت مکانی کلی بر حسب پارامترهای مختلف اشعه لیزر مانند شدت و سایز اشعه ارائه داده اند این در حالی است که فرمول مسیر بهینه بر اساس ریاضیات کلاسیک و با محاسبه متغیرها و تایید جواب با استفاده از شرایط بهینه استوار است.

آندرو برگوند و گرگ  گالاتین از محققان موسسه NIST مسیر بهینه ردیابی نانوذره فلورسنت را تعیین کردند. در این روش از اسکن اشعه لیزر به‌عنوان ذره ای که در دو یا سه بعد در سیال حرکت می کند، استفاده شد.

قابلیت ردیابی دقیق نانوذرات در بیولوژی، دینامیک سیال در مقیاس نانو و به‌طور کلی در فناوری نانو  کاربرد وسیعی دارد. به‌طور مثال در بیولوژی اگر یک یا چند نانوذره فلورسنت به یک پروتئین داخل یک سلول متصل شوند، موقعیت و جهت پروتئین می‌تواند در حین انجام  عملکرد پروتئین در سلول، شناسایی شود. در فرایندهای ساخت نانومواد، روش های مختلفی ترکیب می‌شوند تا ساختارها و ابزارهایی مفید و بهینه حاصل شوند که تمام این مراحل نیازمند روشی است که با آن بتوان حرکت نانوذرات را دید.

مسیر تحقیقات انجام شده در این حوزه بسیار مطلوب بوده و اطلاعات دقیق و مفیدی در مورد موقعیت نانوذرات نسبت به زمان فراهم نموده است. محققان فرمول ساده‌ای برای تعیین موقیعت مکانی کلی بر حسب پارامترهای مختلف اشعه لیزر مانند شدت و سایز اشعه ارائه داده اند. فرمول مسیر بهینه بر اساس ریاضیات کلاسیک و با محاسبه متغیرها و تایید جواب با استفاده از شرایط بهینه استوار است. این روش به‌نام طراحی آزمایش بهینه شناخته می‌شود. دقت این روش با استفاده از روش‌های آماری کلاسیک تعیین می شود. هرچند که مسیر اشعه در دو بعد ممکن است هموار باشد اما در سه بعد برای دستیابی به مسیر بهینه نیاز به تلاش بیشتر است. دقت فرمول برای اشکال معمول اشعه لیزر جوابگو است اما محققان در حال بسط فرمول برای شکل‌های مختلف اشعه لیزر هستند تا دقت ردیابی را افزایش دهند.