e:http://mypage.zju./qianjun想象以下几种情景:通用聚焦光束无损地抓住生物细胞,使它保持不动,移动它或者拉伸它。一束光使卵子保持原地不动,另一束光移动精子使卵子受精。在细胞上钻孔,注入用于操控细胞内活动的分子。但细胞膜不会受到永久的创伤,因为它在短时间内就会自动愈合。提纲:7.1激光光镊基本原理光学系统生物医学应用7.2激光光刀7.3其他激光调控7.1激光光镊-基本原理光镊——光学镊子,顾名思义是一种利用光物理性质实现的工具。具有传统的机械镊子可夹持,操纵微小物体的功能,故称为光镊或光钳。光镊适用于原子、大分子、几十纳米尺度的绝缘小球等微粒,也适用于病毒、活体细胞、细胞器等生物微粒。最早将光镊应用于生物领域的是贝尔实验室的Ashkin等人(1987)。国内从事光镊研究的主要有中科大的李银妹教授等。光镊用于生物医学的优点:不会对被捕获的生物样品造成机械损伤;不干扰生物样品周围环境和它们的正常生命活动,亦可实现无菌操作;可实现生物样品间微小相互作用力的实时测量。用几何光学理论分析激光光镊的原理光镊的产生是基于由光动量改变而产生的作用力。有了激光,就可以使这一作用力足够大,从而使得微粒能被加速、减速、偏移,使微粒被引导甚至被捕获。用几何光学(射线光学模型)可以很好的解释大颗粒的捕获。如果在光跨越两种折射率不同的介质的临界面时,光的方向发生变化,它的动量也随之改变。根据动量守恒原理,光子的初末动量的变化量被转移到了微粒上。这样就有一个力作用在微粒上。力的大小为:其中:X-Y方向光学势阱高斯光斑,均匀照射高斯光斑,非均匀照射前提:小球折射率大于周围介质的折射率,且尺度大于激光波长梯度力和散射力Z方向光学势阱聚焦点在小球内聚焦点在小球外通过光散射力、重力、浮力等合力作用,以保持平衡7.1激光光镊-光学系统显微系统:倒置显微镜,正置显微镜均可,但一般以前者居多。
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