Differential dynamic microscopy
ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (ಡಿಡಿಎಂ) ಒಂದು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಸರಳ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಮೂಲಕ ಬೆಳಕಿನ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಡಿಡಿಎಂ ಕೊಲಾಯ್ಡ್ಗಳು, ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ದ್ರವಗಳು ಅಥವಾ ಜೆಲ್ಗಳಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶಗಳಂತಹ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಸಹ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಮೂಲ ಕಲ್ಪನೆ ವಿಶಿಷ್ಟ ಡಿಡಿಎಂ ದತ್ತಾಂಶವು ಮಾದರಿಯೊಳಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ಮಧ್ಯ-ಸಮತಲದಲ್ಲಿ) ಪಡೆದ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಚಿತ್ರಗಳ (ಚಲನಚಿತ್ರ) ಸಮಯದ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರದ ತೀವ್ರತೆಯು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬೇಕಾದ ಕಣಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಸ್ಥಳೀಯವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿದ್ದರೆ (ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಸ್ಪ್ರೆಡ್ ಫಂಕ್ಷನ್ (ಪಿಎಸ್ಎಫ್) ನೊಂದಿಗೆ ಸುರುಳಿಯಾಗಿರಬಹುದು), ಪ್ರತಿ ಚಲನಚಿತ್ರವನ್ನು ಫೋರಿಯರ್ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು, ಇದು ಕಣಗಳು/ಅಣುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆಗಿ ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಇಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯದ ನಂತರ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಫೋರಿಯರ್ ವೈಶಾಲ್ಯದ ಬಗ್ಗೆಯೂ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಅನ್ವಯಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯ ತತ್ವ ಸಾಂದ್ರತೆ-ತೀವ್ರತೆಯ ಅನುಪಾತವು ಡಿಡಿಎಂ ವಿಧಾನಗಳ ಎರಡು ಅನುಗುಣವಾದ ವರ್ಗಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ಕನಿಷ್ಠ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆಃ ಚದುರುವಿಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಡಿಡಿಎಂಃ ಅಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರವು ಕಣಗಳಿಂದ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಚದುರಿದ ಬೆಳಕಿನೊಂದಿಗೆ ಬಲವಾದ ಹರಡುವ ಕಿರಣದ ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ನ ಫಲಿತಾಂಶವಾಗಿದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಕರಣಗಳೆಂದರೆ ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ಕ್ಷೇತ್ರ, ಹಂತದ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆ, ಧ್ರುವೀಕೃತ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳು. ಪ್ರತಿದೀಪಕ-ಆಧಾರಿತ ಡಿಡಿಎಂಃ ಕಣಗಳು (ಪ್ರತಿದೀಪಕ, ಕಾನ್ಫೋಕಲ್) ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ತೀವ್ರತೆಯ ಅಸಂಬದ್ಧ ಸೇರ್ಪಡೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಚಿತ್ರವು ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ನೈಜ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪಿಎಸ್ಎಫ್ನೊಂದಿಗಿನ ಕನ್ವಲ್ಯೂಷನ್ ಫೋರಿಯರ್ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸರಳ ಉತ್ಪನ್ನಕ್ಕೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ, ಇದು ಚಿತ್ರದ ತೀವ್ರತೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಫೋರಿಯರ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಏಕಾಗ್ರತೆ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅನುಗುಣವಾದ ಫೋರಿಯರ್ ಮೋಡ್ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಾತರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಕಣಗಳ ಟ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದು ಡಿಡಿಎಂಗೆ ಕಣಗಳ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಇತರ ಚಲಿಸುವ ಘಟಕಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆದರೂ, ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ನೈಜ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ (ದೂರದ ಕ್ಷೇತ್ರ) ಚದುರುವಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ದತ್ತಾಂಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಡಿಡಿಎಂ ಮತ್ತು ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದನ್ನು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ (ಡಿಡಿಎ) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಡಿಎ ವಿವಿಧ ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಪಡೆದ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಕಳೆಯಲಾದ ಚಿತ್ರಗಳ ನಡುವಿನ ವಿಳಂಬವು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಚಿತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಂಶವು ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಚಿತ್ರಗಳ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಫಾಸ್ಟ್ ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮ್ (ಎಫ್ಎಫ್ಟಿ) ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಪ್ರತಿ ತರಂಗ ವಾಹಕಕ್ಕೆ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಂಕೇತದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಮೇಜ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಫಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿಭಿನ್ನ ವಿಳಂಬಗಳಿಗಾಗಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಚಿತ್ರಗಳ ಫೋರಿಯರ್ ಪವರ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು. ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್-ಮತ್ತು ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್-ಆಧಾರಿತ ಡಿಡಿಎಂ ಎರಡಕ್ಕೂ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಲೈಟ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (ಡಿಎಲ್ಎಸ್) ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುವ ಸಾಮಾನ್ಯೀಕೃತ ಮಧ್ಯಂತರ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವೆಂದರೆ, ಸ್ಟ್ಯಾಟಿಕ್ ಲೈಟ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (ಎಸ್ಎಲ್ಎಸ್) ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುವ ಮಾದರಿ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ತೀವ್ರತೆ, ಪತ್ತೆ ಸರಪಳಿಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಶಬ್ದದಿಂದಾಗಿ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಪದವು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ವಿವರಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ವರ್ಗಾವಣೆ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸಮೀಕರಣ () ಡಿಡಿಎಂ ಅನ್ನು ಡಿಎಲ್ಎಸ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯೀಕೃತ ಮಧ್ಯಂತರ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಒಂದು ಮಾದರಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಬ್ರೌನಿಯನ್ ಚಲನೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬ್ರೌನಿಯನ್ ಕಣಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವು ಎಲ್ಲಿದೆ. ಸೂಕ್ತವಾದ ಮಾದರಿಯೊಂದಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರೆ, ಡಿಡಿಎಂ ಅನ್ನು ಎಸ್ಎಲ್ಎಸ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೂ ಬಳಸಬಹುದು. ದತ್ತಾಂಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಪರ್ಯಾಯ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪೂರ್ಣ ಚೌಕಟ್ಟಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಡಿಡಿಎಂ ಅನ್ನು ಚಲಾಯಿಸುವುದನ್ನು ಮಲ್ಟಿ-ಡಿಡಿಎಂ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪೂರ್ಣ-ಚೌಕಟ್ಟಿನ ಚಲನಚಿತ್ರದಿಂದ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ಉದ್ದದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬಹು-ಡಿಡಿಎಂ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇತರ ಇಮೇಜಿಂಗ್-ಆಧಾರಿತ ಚದುರುವಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗಿನ ಸಂಬಂಧ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್-ಆಧಾರಿತ ಡಿಡಿಎಂ ಸಮೀಪದ-ಕ್ಷೇತ್ರ (ಅಥವಾ ಆಳವಾದ ಫ್ರೆಸ್ನೆಲ್) ಚದುರುವಿಕೆಯ ಕುಟುಂಬಕ್ಕೆ ಸೇರಿದೆ, ಇದು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಇಮೇಜಿಂಗ್-ಆಧಾರಿತ ಚದುರುವಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಕುಟುಂಬವಾಗಿದೆ. ನಿಯರ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಅನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ನಿಯರ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಪೆಕಲ್ಗಳಿಗೆ ಬಳಸುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿಯೇ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದೂರದ ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಥವಾ ಫ್ರಾನ್ಹೋಫರ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಫ್ರೆಸ್ನೆಲ್ ಪ್ರದೇಶದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಕರಣವಾಗಿ. ನಿಯರ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಕುಟುಂಬವು ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಷಾಡೋಗ್ರಾಫಿ ಮತ್ತು ಷ್ಲಿಯೆರೆನ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಡಿಡಿಎಂ ಡಿಡಿಎಂನ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು 2008ರಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಬ್ರೌನಿಯನ್ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಕಣಗಳ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ತೀರಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಚಲನೆಗಳು, ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಕೊಲೊಯಿಡ್ಗಳ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಮೋಟೈಲ್ ಸಿಲಿಯಾದ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೂ ಇದನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ತಂತ್ರಗಳು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಚದುರುವಿಕೆ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ವರ್ಗಾವಣೆ (ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ) ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ವಿಧಾನಗಳು ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ