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\chapter{Metodi} |
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\label{cap:methods} |
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\section{Stabilizzazione meccanica} |
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\label{sec:stabilization} |
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Nonostante l'isolamento meccanico fornito dagli |
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elastomeri e dal tavolo ottico la posizione del campione |
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rispetto al centro dell'obiettivo e la quota del piano |
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focale sono soggette a fluttuazioni e derive. |
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Gli effetti più evidenti e rilevabili sono rapide |
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oscillazioni della posizione del campione dovute a |
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vibrazioni acustiche residue e una progressive deriva |
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rispetto alla posizione fissata che diventa significativa |
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($> \SI{100}{\nm}$) per tempi di osservazione di |
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diversi minuti. |
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Per quantificare quest'effetto viene usato un apposito |
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campione in cui diverse microsfere in silice, di diametro |
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\SI{0.5}{\um}, vengono immobilizzate in uno strato di |
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nitrocellulosa depositato nella superficie interna |
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del vetrino coprioggetti. Le varie fasi per la |
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preparazione di questo campione sono descritte nei |
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particolari nell'appendice \ref{app:protocols} relativa |
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ai protocolli, alla sezione |
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\ref{sec:proto:silica_beads_flow}. |
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\section{Stabilizzazione meccanica} |
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\label{sec:stabilization} |
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Nonostante l'isolamento meccanico fornito dagli elastomeri e dal |
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tavolo ottico la posizione del campione rispetto al centro |
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dell'obiettivo e la quota del piano focale sono soggette a |
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fluttuazioni e derive. |
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Gli effetti più evidenti e rilevabili sono rapide oscillazioni della |
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posizione del campione dovute a vibrazioni acustiche residue e una |
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progressive deriva rispetto alla posizione fissata che diventa |
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significativa ($> \SI{100}{\nm}$) per tempi di osservazione di |
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diversi minuti. |
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Per quantificare quest'effetto viene usato un apposito campione in cui |
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diverse microsfere in silice, di diametro \SI{0.5}{\um}, vengono |
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immobilizzate in uno strato di nitrocellulosa depositato nella |
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superficie interna del vetrino coprioggetti. |
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Le varie fasi per la preparazione di questo campione sono descritte nei |
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particolari nell'appendice \ref{app:protocols}, protocollo |
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\ref{proto:silica_beads_flow_cell}. |
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Le microsfere immobilizzate nel campione possono |
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essere messe a fuoco e visualizzate attraverso il |
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sistema di microscopia a luce trasmessa. |
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Una volta selezionata e messa a fuoco una microsfera, |
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analizzando l'immagine prodotta da uno dei due sensori |
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CMOS è possibile calcolare le coordinate (in pixel) |
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del suo centroide: |
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Le microsfere immobilizzate nel campione possono essere messe a fuoco |
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e visualizzate attraverso il sistema di microscopia a luce trasmessa. |
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Una volta selezionata e messa a fuoco una microsfera, analizzando |
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l'immagine prodotta da uno dei due sensori CMOS è possibile calcolare |
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le coordinate (in pixel) del suo centroide: |
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\begin{equation} |
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\begin{equation} |
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(x_{cen}, y_{cen}) = |
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\frac{ |
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\sum_{(x, y)} (x, y) I(x, y) |
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}{ |
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\sum_{(x, y)} I(x, y) |
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} |
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\end{equation} |
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\end{equation} |
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Per evitare di considerare altre microsfere o |
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imperfezioni sul campione si sceglie di effettuare il |
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calcolo del centroide limitando la regione dell'immagine |
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utilizzata a un rettangolo nel quale una microsfera è |
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sufficientemente isolata. |
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Per evitare di considerare altre microsfere o imperfezioni sul campione |
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si sceglie di effettuare il calcolo del centroide limitando la regione |
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dell'immagine utilizzata a un rettangolo nel quale una microsfera è |
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sufficientemente isolata. |
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Ricalcolando il centroide intervalli temporali fissati |
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è possibile osservare la deriva della posizione (x, y) |
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della microsfera. Inoltre è possibile sfruttare questo |
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stesso campione per effettuare una calibrazione del |
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fattore di conversione pixel/nm lungo due assi |
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ortogonali. |
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Ricalcolando il centroide intervalli temporali fissati è possibile |
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osservare la deriva della posizione (x, y) della microsfera. |
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Inoltre è possibile sfruttare questo stesso campione per effettuare |
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una calibrazione del fattore di conversione pixel/nm lungo due assi |
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ortogonali. |
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Per effettuare la calibrazione, dopo aver calcolato il centroide |
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della microsfera, si sposta la posizione dal campione lungo uno dei |
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due assi di una distanza ben definita, utilizzando il traslatore |
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piezoelettrico. A questo punto, calcolando la nuova posizione del |
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centroide si ottiene il rapporto tra lo spostamento comandato al |
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traslatore (in \si{\nm}) e la variazione del centroide (in pixel). |
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Ripetendo questa operazione in sequenza per vari punti si ottiene |
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una curva di calibrazione per l'asse scansionata, dalla quale è |
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possibile estratte la costante di proporzionalità con un \textit{fit} |
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lineare. |
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Risulta più complesso invece stimare la deriva del piano focale: |
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per questo motivo è stato sviluppato |
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