本文選題：光鑷 + 熱梯度力　； 參考：《納米技術(shù)與精密工程》2017年06期

【摘要】：具有高精度和高靈敏度的光鑷技術(shù)在生物領(lǐng)域,特別是生物單分子力譜測(cè)量中,有著廣泛和重要的應(yīng)用.對(duì)微米量級(jí)粒子的穩(wěn)定捕獲是光鑷技術(shù)開展應(yīng)用研究的基礎(chǔ).非水環(huán)境在生物單分子研究領(lǐng)域越來越受到重視,本文對(duì)不同液體環(huán)境影響光阱穩(wěn)定捕獲的熱力學(xué)因素進(jìn)行研究,結(jié)合熱力學(xué)仿真建立了熱梯度力模型,分析了微球在向會(huì)聚光束焦點(diǎn)橫向運(yùn)動(dòng)過程中受到的熱梯度力的變化,并與T矩陣?yán)碚摲抡娴玫降墓廒辶臻g分布進(jìn)行比較,總結(jié)了液體環(huán)境影響熱梯度力的關(guān)鍵參數(shù).在異丙醇環(huán)境里捕獲直徑為5μm硅球的實(shí)驗(yàn)中,5μm硅球無法進(jìn)入光阱.針對(duì)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合實(shí)驗(yàn)中微球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),通過分析仿真的光阱力和熱梯度力在空間上的分布差異,給出了合理的解釋,證明了上述理論的可行性,為評(píng)估不同溶液環(huán)境里激光熱效應(yīng)對(duì)光阱捕獲微球的影響提供了分析方法.
[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.
【作者單位】： 精密測(cè)試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(天津大學(xué));加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61223008) 天津市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(15JCZDJC31600)
【分類號(hào)】：TN24

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本文編號(hào)：1733230