Holographic optical tweezers systems for biophysical experiments

dc.contributor
Universitat de Barcelona. Departament de Física Aplicada i Òptica
dc.contributor.author
Andilla i Salla, Jordi
dc.date.accessioned
2022-12-07T11:45:08Z
dc.date.available
2022-12-07T11:45:08Z
dc.date.issued
2009-01-16
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/687223
dc.description.abstract
[spa] Este trabajo describe el desarrollo de varios sistemas de atrapamiento óptico basados en holografía y su posible aplicación en experimentos de biología molecular. Se ha desarrollado un sistema de caracterización de pantallas de cristal líquido para encontrar configuraciones de trabajo específicas adecuadas a los sistemas de pinzas ópticas holográficas. Utilizando este sistema hemos encontrado una configuración de trabajo sin modulación en amplitud y con 2pi de modulación en fase. Se han estudiado las aberraciones introducidas por las pantallas de cristal líquido en el sistema y se han corregido, utilizando el mismo modulador, mediante la introducción de las variaciones de fase adecuadas. Para encontrarlas se han utilizado dos métodos. En el primer caso se ha utilizado la parte central del modulador, la cual introduce aberración de astigmatismo, y se ha compensado introduciendo los valores de fase correspondientes a una lente toroidal. El segundo método, más elaborado, ha consistido en determinar la aberración completa introducida por la pantalla mediante un sensor de frente de onda y determinar, así, los valores necesarios para la corrección. Se han estudiado los efectos introducidos por cada uno de los elementos del sistema óptico mediante una simulación utilizando el programa de diseño óptico Zemax. A partir de esta simulación se han determinado los factores de diseño más críticos en términos de aberraciones y eficiencia y poder diseñas así un sistema de pinzas ópticas holográficas óptimo. Se han evaluado las características de los algoritmos de cálculo de hologramas: de rampas y lentes, Gerchberg-Saxton y de máscaras aleatorias. Se han implementado estos algoritmos en una interfaz, programada en Java, que permite la interacción con múltiples partículas de forma dinámica y en tiempo real. Utilizando toda la información anterior se ha construido un sistema de pinzas ópticas holográficas optimizado y con capacidad de control tridimensional de múltiples partículas en tiempo real. Se ha utilizado este sistema en la exploración de la aplicación de los sistemas holográficos en dos tipos de experimentos dentro de la biología molecular. La utilización de pinzas holográficas ha permitido la interacción con vesículas transportadas por motores moleculares en el interior de células vivas de forma dinámica. Para evaluar la posibilidad de la utilización de holografía en experimentos de estiramiento de molécula individual, se ha comprobado que es posible reproducir resultados compatibles en el estudio de las propiedades elásticas de la molécula de ADN, en comparación con el experimento no holográfico.
ca
dc.format.extent
147 p.
ca
dc.language.iso
eng
ca
dc.publisher
Universitat de Barcelona
dc.rights.license
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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dc.rights.uri
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Biologia molecular
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dc.subject
Biología molecular
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dc.subject
Molecular biology
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dc.subject
Citologia
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dc.subject
Citología
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dc.subject
Cythology
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dc.subject
Dispositius optoelectrònics
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dc.subject
Dispositivos optoelectrónicos
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dc.subject
Optoelectronic devices
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dc.subject.other
Ciències Experimentals i Matemàtiques
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dc.title
Holographic optical tweezers systems for biophysical experiments
ca
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
53
ca
dc.contributor.director
Martín Badosa, Estela
dc.contributor.director
Montes Usategui, Mario
dc.embargo.terms
cap
ca
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess


Documentos

JAS_PhD_THESIS.pdf

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