【簡單介紹】
【詳細說明】
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光鑷的基本裝置 光鑷的基本裝置包括光鑷光源,光學耦合器,顯微物鏡,樣品臺以及一套觀察和記錄光鑷對微粒的操作過程的實時監測系統。‘’是光鑷zui基本的實驗配置。 -光路圖 1光鑷光源,2 光學耦合器,3反射鏡,4 雙色分束鏡,5 聚焦物鏡NA=1.25,6 樣品臺,7樣品池, 8照明光源,9 CCD數碼攝像頭,10 計算機主機 ,11顯示器。圖4- B為樣品池7的放大圖。
由激光器發射的激光束,經過光學耦合光路擴束整形后,入射到雙色分束鏡,并被反射至物鏡,光經過物鏡聚焦在樣品池中形成光阱。裝有微粒或細胞懸浮液的樣品池置于樣品臺上。光鑷對微粒的捕獲和操控過程的觀察,類似于普通的顯微鏡。照明光通過聚光鏡照明樣品池,池中的微粒被捕獲和操控的圖像經物鏡后,透過雙色分束鏡,被反射鏡反射到CCD(Charge Coupled Device或電荷耦合器件)數碼攝像頭,所采集的影像由顯示器顯示,也可通過目鏡進行觀察。數碼攝像頭獲取的信息通過計算機采集和處理。
光鑷的基本操控方法 光鑷的基本操作功能是對微小粒子的捕獲和操控。捕獲即夾持物體;所謂操控,就是使目標物體與所在環境實現相對運動,將捕獲的目標物體挪動到新的目的地。 基于‘’的設計,目標物體與所在環境實現相對運動的方法是固定光鑷,操控目標物體所在環境,即通過操控樣品臺帶動樣品池中的樣品運動。 光鑷在橫向(X-Y)操控微粒 光鑷已捕獲了一個目標粒子。固定光束(即光鑷不動),沿平面操控樣品臺。被捕獲的粒子不動,背景粒子跟隨樣品臺移動,即實現了光鑷在橫向操控小球,箭頭表示背景的運動方向。
光鑷在橫向()操控微粒
光鑷在縱向(Z)操控微粒 通過調節物鏡與樣品臺的相對位置,實現光阱的縱向操控。如左圖所示,左側一粒子已被光阱捕獲,微調物鏡,改變光阱的縱向位置,被捕獲粒子也隨物鏡移動,因而仍然保
光鑷在縱向()操控微粒 持好的成像條件,像依然清晰。而右側的粒子沒有受到光阱的控制,不隨物鏡一起運動,偏離了成像平面,所以它們的圖像逐漸變得模糊。
光陷阱效應和阱域 當粒子距光鑷的中心(“十”字指示)有一定距離R時,處在光阱邊緣的粒子將受到光的引力作用,以一定的加速度自動滑入光鑷的中心。粒子在完成這一過程中,沒有任何其它外力的驅動(忽略小球的重力)。光阱的阱域就是粒子開始自動滑入至光鑷中心的受力范圍。 光陷阱效應 圖所示,直徑為2微米的聚苯乙烯小球陷入光阱的過程。 小球距離光阱的中心為R,阱域就是以R為半徑的圓形區域。
間接操控法 光鑷操控微粒有兩種方式。一種是直接操控,如圖5所示;光鑷可直接操控的粒子從幾十納米到幾十微米。 另一種是間接操控,間接操控方法利用了光阱系統能清晰分辨的微米粒子作為“手柄”,將納米微粒粘附在“手柄”上,使待測量的納米微粒與小球剛性的連接,用光鑷操控“手柄”達到操控納米微粒的目的。這種間接操控法使光鑷操控范圍擴展到納米尺度,已成為一種有效的單分子納米操控技術。
光鑷間接操控納米粒子 圖示意為光鑷間接操控納米微粒和生物大分子。“手柄”采用1微米的聚苯乙烯小球,將被測的納米微粒黏附在“手柄”表面,通過測量“手柄” 受到的力和產生的位移,計算納米微粒運動參數。 |
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