当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

液体环境对光镊稳定捕获的影响

发布时间:2018-04-10 22:40

  本文选题:光镊 + 热梯度力 ; 参考:《纳米技术与精密工程》2017年06期


【摘要】:具有高精度和高灵敏度的光镊技术在生物领域,特别是生物单分子力谱测量中,有着广泛和重要的应用.对微米量级粒子的稳定捕获是光镊技术开展应用研究的基础.非水环境在生物单分子研究领域越来越受到重视,本文对不同液体环境影响光阱稳定捕获的热力学因素进行研究,结合热力学仿真建立了热梯度力模型,分析了微球在向会聚光束焦点横向运动过程中受到的热梯度力的变化,并与T矩阵理论仿真得到的光阱力空间分布进行比较,总结了液体环境影响热梯度力的关键参数.在异丙醇环境里捕获直径为5μm硅球的实验中,5μm硅球无法进入光阱.针对这一实验现象,结合实验中微球的运动状态,通过分析仿真的光阱力和热梯度力在空间上的分布差异,给出了合理的解释,证明了上述理论的可行性,为评估不同溶液环境里激光热效应对光阱捕获微球的影响提供了分析方法.
[Abstract]:Optical tweezers with high accuracy and sensitivity are widely used in biological field, especially in the measurement of biomolecular force spectrum.The stable capture of micron particles is the basis for the application of optical tweezers.Non-aqueous environment has been paid more and more attention in the field of biomolecular research. In this paper, the thermodynamic factors that affect the stability of optical trap in different liquid environments are studied, and the thermal gradient force model is established based on thermodynamic simulation.The variation of thermal gradient force in the transverse motion of the microsphere toward the focal point of convergent beam is analyzed and compared with the spatial distribution of optical trap force obtained by T-matrix theory. The key parameters of the influence of liquid environment on thermal gradient force are summarized.In the experiment of trapping 5 渭 m silicon spheres in isopropanol environment, the 5 渭 m silicon spheres cannot enter the optical trap.According to the experimental phenomenon and the motion state of the microspheres in the experiment, through analyzing the spatial distribution difference between the simulated optical trap force and the thermal gradient force, the reasonable explanation is given, and the feasibility of the above theory is proved.It provides an analytical method for evaluating the effect of laser thermal effect on the trapping microspheres in different solution environments.
【作者单位】: 精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学);加拿大英属哥伦比亚大学化学系;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(61223008) 天津市自然科学基金资助项目(15JCZDJC31600)
【分类号】:TN24

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 谢婧;;光镊研究与产业现状[J];激光与光电子学进展;2009年06期

2 王晓峰;;光镊技术40年[J];激光与光电子学进展;2009年06期

3 王初;李勤;曹群;胡晓明;冯万力;沙定国;林家明;;阵列光镊的发展[J];激光与光电子学进展;2007年05期

4 李银妹,操传顺,崔国强;近十年来光镊研究的进展[J];科学通报;1997年20期

5 窦红飞,陆卫,陈效双,戴宁,史国良,沈学础;空间热梯度辅助的热调制反射光谱[J];红外与毫米波学报;1999年01期

6 姚建铨,安源,赵海泉;光镊技术的发展与应用[J];光电子·激光;2004年01期

7 史劲;何琛娟;王海燕;;光镊力影响因素的计算分析[J];大学物理;2012年08期

8 周程;姚q;李银妹;;轻便灵活的激光镊子[J];现代科学仪器;2008年05期

9 翟晓敏;黄文浩;;光镊驱动微转子(英文)[J];光学精密工程;2009年06期

10 朱艳英;魏勇;高秋娟;赵原源;王明利;;纳米光镊技术发展与应用的研究[J];光学与光电技术;2007年06期

相关会议论文 前4条

1 袁小聪;牛憨笨;彭翔;;微光学在新一代光镊中的应用[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年

2 庄礼辉;任洪亮;李银妹;;用双光镊测量胶体相互作用势[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年

3 窦红星;朱艳英;沈军锋;郝雪娟;;光镊技术在生物细胞及生物大分子中的应用研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

4 任洪亮;庄礼辉;李银妹;;利用光镊研究光致旋转及其应用[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年

相关博士学位论文 前10条

1 张聿全;新型动态光镊技术及应用研究[D];南开大学;2015年

2 龚錾;纳米光镊系统的研制及微小力学量的测量[D];中国科学技术大学;2007年

3 霍鑫;激光光刀光镊耦合微束系统的设计及相关器件的研制[D];大连理工大学;2008年

4 孟炳寰;利用光镊研究胶体凝胶的老化[D];中国科学技术大学;2008年

5 降雨强;激光的生物学效应[D];山西大学;2004年

6 钟敏成;光镊研究分散体系中微粒的运动[D];中国科学技术大学;2010年

7 翟晓敏;多体系统和复杂微器件的光驱动研究[D];中国科学技术大学;2009年

8 彭飞;光学捕获理论及光镊的应用研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年

9 王镭;基于模式复用技术的单光纤光镊研究[D];哈尔滨工程大学;2014年

10 马百恒;全息光镊及相关技术的理论与实验研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 叶艾彦;光纤光镊的细胞捕获特性与检测方法研究[D];电子科技大学;2014年

2 应宙锋;硅基近场光镊的光学微操控研究[D];南京大学;2016年

3 郭晓飞;柱对称矢量光束光镊的光捕获力计算研究[D];兰州大学;2016年

4 宋娟迪;光镊中粒子辐射捕获力的实验研究与理论分析[D];西安电子科技大学;2008年

5 纪丹红;光镊的光阱力测量及光镊与介电电泳的结合研究[D];大连理工大学;2012年

6 周业鹏;光镊计算模型及轴向捕获力分析[D];华侨大学;2014年

7 赵海军;激光光阱力数值计算及光镊系统仪器化方案研究[D];山东师范大学;2006年

8 吴忠福;新型单光纤光镊捕获特性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

9 李艳;激光拉曼双光镊系统的研制和应用及单个大米淀粉微的糊化特性的实时研究[D];广西师范大学;2010年

10 陈德良;光镊技术及应用研究[D];贵州大学;2009年



本文编号:1733230

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1733230.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户81a4d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com