Differential dynamic microscopy
विभेदक गतिशील सूक्ष्मदर्शी (डी. डी. एम.) एक प्रकाशिक तकनीक है जो एक साधारण प्रकाशिक सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से प्रकाश प्रकीर्णन प्रयोग करने की अनुमति देती है। डी. डी. एम. विशिष्ट नरम पदार्थों जैसे कि कोलॉइड, पॉलिमर और तरल क्रिस्टल से बने तरल पदार्थ या जैल के लिए उपयुक्त है, लेकिन बैक्टीरिया और कोशिकाओं जैसे जैविक पदार्थों के लिए भी उपयुक्त है। मूल विचार विशिष्ट डी. डी. एम. डेटा सूक्ष्मदर्शी छवियों (फिल्म) का एक समय अनुक्रम है जो नमूने के भीतर कुछ ऊंचाई पर प्राप्त किया जाता है (आमतौर पर इसके मध्य-तल पर)। यदि छवि की तीव्रता अध्ययन किए जाने वाले कणों या अणुओं की सांद्रता के लिए स्थानीय रूप से आनुपातिक है (संभवतः माइक्रोस्कोप पॉइंट स्प्रेड फंक्शन (पीएसएफ) के साथ जटिल), तो प्रत्येक फिल्म का विश्लेषण फ़ोरियर स्पेस में किया जा सकता है ताकि सांद्रता फ़ोरियर मोड की गतिशीलता के बारे में जानकारी प्राप्त की जा सके, इस तथ्य पर स्वतंत्र कि कणों/अणुओं को व्यक्तिगत रूप से ऑप्टिकल रूप से हल किया जा सकता है या नहीं। उपयुक्त अंशांकन के बाद भी एकाग्रता मोड के फूरियर आयाम के बारे में जानकारी निकाली जा सकती है। प्रयोज्यता और कार्य सिद्धांत एकाग्रता-तीव्रता आनुपातिकता कम से कम दो बहुत महत्वपूर्ण मामलों में मान्य है जो डी. डी. एम. विधियों के दो संबंधित वर्गों को अलग करते हैंः प्रकीर्णन-आधारित डी. डी. एम.: जहां छवि कणों से कमजोर रूप से बिखरे हुए प्रकाश के साथ मजबूत संचारित किरण के सुपरपोजिशन का परिणाम है। विशिष्ट मामले जहां इस स्थिति को प्राप्त किया जा सकता है, वे हैं उज्ज्वल क्षेत्र, चरण कंट्रास्ट, ध्रुवीकृत सूक्ष्मदर्शी। प्रतिदीप्ति-आधारित डी. डी. एम.: जहां छवि कणों (प्रतिदीप्ति, संघात्मक) सूक्ष्मदर्शी द्वारा उत्सर्जित तीव्रता के असंगत जोड़ का परिणाम है, दोनों ही मामलों में वास्तविक स्थान में पी. एस. एफ. के साथ अभिसरण फूरियर स्थान में एक सरल उत्पाद से मेल खाता है, जो गारंटी देता है कि छवि तीव्रता के दिए गए फूरियर मोड का अध्ययन एकाग्रता क्षेत्र के संबंधित फूरियर मोड के बारे में जानकारी प्रदान करता है। कण ट्रैकिंग के विपरीत, अलग-अलग कणों को हल करने की कोई आवश्यकता नहीं है, जो डी. डी. एम. को कणों या अन्य गतिशील संस्थाओं की गतिशीलता को चिह्नित करने की अनुमति देता है जिनका आकार प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा है। फिर भी, छवियों को वास्तविक स्थान में प्राप्त किया जाता है, जो पारंपरिक (सुदूर क्षेत्र) प्रकीर्णन विधियों के संबंध में कई लाभ प्रदान करता है। डेटा विश्लेषण डी. डी. एम. और में प्रस्तावित एक एल्गोरिथ्म पर आधारित है, जिसे आसानी से विभेदक गतिशील एल्गोरिथ्म (डी. डी. ए.) नाम दिया गया है। डी. डी. ए. अलग-अलग समय पर प्राप्त छवियों को घटाकर काम करता है और इसका लाभ उठाते हुए, जैसे-जैसे दो घटाई गई छवियों के बीच देरी बड़ी होती जाती है, अंतर छवि की ऊर्जा सामग्री तदनुसार बढ़ जाती है। अंतर छवियों का द्वि-आयामी फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (एफ. एफ. टी.) विश्लेषण प्रत्येक तरंग सदिश के लिए निहित संकेत के विकास की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति देता है और तथाकथित छवि संरचना कार्य को प्राप्त करने के लिए विभिन्न देरी के लिए अंतर छवियों के फूरियर पावर स्पेक्ट्रम की गणना की जा सकती है। गणना से पता चलता है कि प्रकीर्णन-और प्रतिदीप्ति-आधारित डी. डी. एम. दोनों के लिए जहां सामान्यीकृत मध्यवर्ती प्रकीर्णन कार्य है जिसे एक गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (डी. एल. एस.) प्रयोग में मापा जाएगा, नमूना प्रकीर्णन तीव्रता जिसे एक स्थिर प्रकाश प्रकीर्णन (एस. एल. एस.) प्रयोग में मापा जाएगा, जो पहचान श्रृंखला के साथ शोर के कारण एक पृष्ठभूमि शब्द है-एक स्थानांतरण कार्य जो सूक्ष्मदर्शी विवरण पर निर्भर करता है। समीकरण () से पता चलता है कि डी. डी. एम. का उपयोग डी. एल. एस. प्रयोगों के लिए किया जा सकता है, बशर्ते कि सामान्यीकृत मध्यवर्ती प्रकीर्णन फलन के लिए एक मॉडल उपलब्ध हो। उदाहरण के लिए, ब्राउनियन गति के मामले में ब्राउनियन कणों का प्रसार गुणांक कहाँ है। यदि स्थानांतरण कार्य एक उपयुक्त नमूने के साथ सूक्ष्मदर्शी को अंशांकन करके निर्धारित किया जाता है, तो डी. डी. एम. को एस. एल. एस. प्रयोगों के लिए भी नियोजित किया जा सकता है। डेटा विश्लेषण के लिए वैकल्पिक एल्गोरिदम सुझाए गए हैं। पूर्ण-फ्रेम से छोटे फ्रेमों की एक श्रृंखला पर डी. डी. एम. चलाने को बहु-डी. डी. एम. कहा जाता है। यह एक प्रकाश प्रकीर्णन प्रयोग में प्रकीर्णन मात्रा को बदलने के समान है, लेकिन पूर्ण-फ्रेम फिल्म में से चयन करके आसानी से किया जाता है। गतिशीलता के सुसंगतता लंबाई पैमाने को बहु-डी. डी. एम. विश्लेषण से लिया जा सकता है। अन्य इमेजिंग-आधारित स्कैटरिंग विधियों के साथ संबंध स्कैटरिंग-आधारित डी. डी. एम. तथाकथित नियर-फील्ड (या डीप फ्रेसनेल) स्कैटरिंग परिवार से संबंधित है, जो इमेजिंग-आधारित स्कैटरिंग विधियों का हाल ही में शुरू किया गया परिवार है। नियर फील्ड का उपयोग यहाँ उसी तरह किया जाता है जैसे नियर फील्ड स्पेकल्स के लिए किया जाता है। सुदूर क्षेत्र या फ्राउनहोफर क्षेत्र के विपरीत फ्रेन्सेल क्षेत्र के एक विशेष मामले के रूप में। नियर फील्ड स्कैटरिंग परिवार में मात्रात्मक शैडोग्राफी और श्लेयरन भी शामिल हैं। डी. डी. एम. डी. डी. एम. के अनुप्रयोग 2008 में शुरू किए गए थे और इसे ब्राउनियन गति में कोलॉइडल कणों की गतिशीलता को चिह्नित करने के लिए लागू किया गया था। हाल ही में इसे कोलॉइडल नैनोकणों, जीवाणु गतियों, अनिसोट्रोपिक कोलॉइड और गतिशील सिलिया की गतिशीलता की एकत्रीकरण प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए भी सफलतापूर्वक लागू किया गया है। संदर्भ वैज्ञानिक तकनीक सूक्ष्मदर्शी प्रकीर्णन, अवशोषण और विकिरण हस्तांतरण (प्रकाशिकी) जैव रसायन विधियाँ भौतिक रसायन स्पेक्ट्रोस्कोपी