用于表征布朗运动与细菌运动性的差分动态显微镜
软凝聚态物质
2016-02-23 v1
摘要
我们开发了一个实验模块，教导本科生如何量化微观颗粒悬浮液的动力学，在单个或群体水平上测量和分析这些颗粒的运动。差分动态显微镜（DDM）是一项相对较新的技术，恰好实现此功能，并构成了比经典技术（如动态光散射（DLS）或视频粒子追踪（VPT））的替代方法。DDM包括用标准光学显微镜和相机对颗粒分散体系成像。图像分析要求学生编程，并依赖数字傅里叶变换来获得中间散射函数，一种表征分散体系动力学的自相关函数。我们首先在胶体的教科书案例中说明DDM，测量扩散系数。然后我们展示DDM是表征生物系统（如运动细菌即能够自主推进的细菌）的合适工具，我们不仅确定扩散系数，还确定速度和运动细菌的比例。最后，为使本文可用作DDM技术的教程，我们在文章中附上了胶体和细菌悬浮液的视频以及用于分析视频的Matlab和Python版的DDM算法。
引用
@article{arxiv.1511.00923,
title = {Differential Dynamic Microscopy to characterize Brownian motion and bacteria motility},
author = {David Germain and Mathieu Leocmach and Thomas Gibaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00923},
year = {2016}
}