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光學(xué)鑷子
閱讀�2336時間�2020-10-27 11:08:41

光學(xué)鑷子(Elliot Optical Tweezer)就是用光形成的鑷子,它是建立在光輻射壓原理上的�

原理

我們知�,光源同時具有熱效�(yīng)和輻射效�(yīng)。對普通光源而言,由熱效應(yīng)所�(chǎn)生的壓力比由單純動量交換�(chǎn)生的輻射壓力大幾個數(shù)量級,因此很難獲得足夠的輻射壓�。激光的出現(xiàn)改變了這一狀�,使光的輻射壓力得到充分體�(xiàn)。同時激光光束的截面分布具有簡單確定的數(shù)�(xué)表達(dá),便于�(jìn)行理論處�,使光阱和光懸浮的研究成為可能。激光鑷子是利用激光與物質(zhì)間�(jìn)行動量傳遞時的力�(xué)效應(yīng)形成三維光學(xué)勢阱。它的基本原理如圖�

�(dāng)一束強(qiáng)匯聚的高斯光場作用于透明粒子�,如果粒子的折射率n1大于周圍介質(zhì)的折射率n0,梯度力Fa, Fb 會把粒子推向光場的最�(qiáng)�(軸心). 在光束傳播方向上光對粒子不僅會產(chǎn)生軸向的推力,還會�(chǎn)生逆軸向的拉力,從而實�(xiàn)捕獲。這里光學(xué)捕獲是通過透明介質(zhì)微粒與光子發(fā)生動量交換而完成的。這與帶電粒子受靜電場庫侖力或交變場的梯度力而實�(xiàn)的電動捕獲不�,與金屬粒子或超導(dǎo)體在磁場中的磁懸浮也不同�

1970�,美國電報電話公司貝爾實驗室的阿什金教授采用一束高斯激�,成功地在垂直于光的傳播方向上束縛了懸浮在水中的聚苯乙烯微�,這一實驗將輻射壓的應(yīng)用從原子量級�(kuò)展到了微米范�,奠定了光鑷的研究基礎(chǔ)。之后他又設(shè)計了雙光束光�(xué)陷阱,初步實現(xiàn)了光鑷的雛形�

突出貢獻(xiàn)�

1986�,他把單束激光引入高�(shù)值孔徑物鏡形成了三維光學(xué)勢阱,證明光學(xué)勢阱可以無損傷地操縱活體物質(zhì)。目前所說的光鑷即是這樣一種三維全光學(xué)勢阱。光鑷對粒子無損�,具有非接觸�,作用力均�,微米量級的精確定�,可選擇特定個體,并可在生命狀�(tài)下�(jìn)行操作等特點,特別適用于對�(xì)胞和亞細(xì)胞層次上活體的研�,如對�(xì)胞或�(xì)胞器的捕�,分選與操�,彎曲�(xì)胞骨�,克服布朗運動所引起的細(xì)菌旋�(zhuǎn)�。這也正是光鑷得以在生物領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)�,并顯示出�(qiáng)大生命力和廣闊應(yīng)用前景的原因之一。正如其�(fā)明者所�,光鑷"將細(xì)胞從它們的正常位置移去的能�,為我們打開了精確研究其功能的大門"�

系統(tǒng)�(yīng)�

不論你是想尋求一個經(jīng)�(jì)型的開放�(jié)�(gòu)的光�,英國Elliot光鑷系統(tǒng)給你�(xiàn)有顯微鏡增添光學(xué)鑷子功能,采購一個完全集成的電腦控制的多點光�(xué)鑷子,或增加單點或多點的力值測量。我們都可以滿足您的需�。我們交付完全可以開始他們的研究。標(biāo)�(zhǔn)系統(tǒng)包括:元件化的開放式�(jié)�(gòu)光鑷獨立�,便�,臺式單光束光鑷工作站帶商業(yè)顯微鏡整合的單光束光鑷與商業(yè)顯微鏡集成的全電腦控制下的多點光鑷用QPD測量單陷阱強(qiáng)度的力值測量配件利用照相機(jī)顆粒軌跡顯示多陷阱剛度,多粒子徑跡的力值測量配��

�(yīng)用:

�(xì)胞學(xué)

�(xì)胞粒子相互作�

單生物分子和生物聚合�

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