光鑷技術(shù)在液相體系微區(qū)特性參數(shù)測量中的應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，人們對物質(zhì)特性的認(rèn)識日益向微小尺度深入，因此，微區(qū)物性的測量越來越受到人們的重視。本論文的中心之一就是利用光鑷微操作技術(shù)研究微區(qū)物性，特別是微區(qū)溫度的測量。溫度不僅是重要的物理量，也是國際單位制中七個基本量之一。在自然界中任何物體的物理和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有著密切的關(guān)系。比如在光鑷微(微米尺度)操作系統(tǒng)中，需要了解被操作對象所處環(huán)境溫度變化的情況，從而可以更好的了解和控制被操作對象的行為。 本文的工作之一就是建立利

2、用光鑷技術(shù)測量液相微區(qū)溫度的方法。溫度的測量都是利用物質(zhì)某些性質(zhì)隨溫度變化的特性，而所建立的新方法是通過直接測量被探測體系微區(qū)內(nèi)微粒的布朗運(yùn)動來確定該微區(qū)的溫度。由于用作測溫“探頭”的微粒的尺寸是微米量級的，解決了微區(qū)溫度測量中微小探測頭難以制備的困難；與此同時，利用光鑷技術(shù)可操控及移動微小粒子至任意確定空間位置的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)精確定位的溫度測量，滿足了對液相微區(qū)溫度測量的實(shí)際需求。論文闡述了該方法的原理，從實(shí)驗(yàn)上論證了方法的可行性，并對

3、方法的精度和進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行了討論。 本論文進(jìn)而利用所發(fā)展的新方法，從實(shí)驗(yàn)上研究了光鑷應(yīng)用中一直困擾人們的光鑷光束的熱效應(yīng)問題，首次從實(shí)驗(yàn)上確證了光鑷加熱效應(yīng)，并對光鑷關(guān)閉后此熱效應(yīng)耗散過程進(jìn)行了初步研究，由此推斷得到光鑷引起的小球溫升，與先前的理論估測一致。所發(fā)展的方法將為針對具體研究對象選擇合適的光鑷參數(shù)(波長、強(qiáng)度)提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。我們還運(yùn)用光鑷技術(shù)研究了混合液體黏滯系數(shù)的組分依賴關(guān)系，這種非接觸式的測量技術(shù)是采用微容量

4、樣品池進(jìn)行的，所以大大降低了對樣品的需求量；此外，所用樣品池可以是密閉式的，使得該方法特別適用于對易揮發(fā)液體及其混合溶液的黏度測量。 本論文的另一項(xiàng)工作是“便攜式分子馬達(dá)生物傳感超靈敏檢測儀”的研制。面臨當(dāng)前世界性疾病對人類健康、社會穩(wěn)定帶來危害的嚴(yán)峻問題，尋求一種能對疾病做到早期的快速、靈敏且可靠診斷的新技術(shù)、新方法，開發(fā)出超靈敏的測定技術(shù)和便利的檢測儀器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本工作是基于合作方(中科院生物物理所的樂加昌老師研究