光学镊子(最初称为“单光束梯度力阱”)是一种生物分析仪器,利用高度聚焦的激光束产生吸引力或排斥力——力的方向取决于折射率失配情况——从而对微观电介质物体实施物理固定与移动。光学镊子已成为研究多种生物系统的成熟且卓有成效的工具。
物理机制
聚焦光束的最窄处称为光束腰,该区域包含很强的电场梯度。电介质粒子会沿梯度被吸引至电场最强的区域,即光束中心。同时,激光还会沿光束传播方向对粒子施加作用力。利用这一作用力,可对生物细胞实施操控,甚至将其从一个位置移动至另一个位置。
系统构成
一套基础的光学镊子装置包括:激光器、扩束器、用于引导光束在样品平面内位置的若干光学元件、在样品平面内形成光阱的显微物镜与聚光镜、用于测量光束位移的位置探测器(如四象限光电二极管),以及与CCD相机耦合的显微照明光源。
光源要求
光学镊子所用激光器须具备优异的光束质量与极低的噪声,这是实现稳定捕获的关键特性。Cobolt DPSS激光器在这些方面表现良好,适用于此类应用。
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