光鑷技術在液相體系微區(qū)特性參數測量中的應用.pdf

1、隨著科技的進步，人們對物質特性的認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性質都與溫度有著密切的關系。比如在光鑷微(微米尺度)操作系統中，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、用光鑷技術測量液相微區(qū)溫度的方法。溫度的測量都是利用物質某些性質隨溫度變化的特性，而所建立的新方法是通過直接測量被探測體系微區(qū)內微粒的布朗運動來確定該微區(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，利用光鑷技術可操控及移動微小粒子至任意確定空間位置的特點，可實現精確定位的溫度測量，滿足了對液相微區(qū)溫度測量的實際需求。論文闡述了該方法的原理，從實驗上論證了方法的可行性，并對

3、方法的精度和進一步發(fā)展進行了討論。 本論文進而利用所發(fā)展的新方法，從實驗上研究了光鑷應用中一直困擾人們的光鑷光束的熱效應問題，首次從實驗上確證了光鑷加熱效應，并對光鑷關閉后此熱效應耗散過程進行了初步研究，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(波長、強度)提供可靠的實驗依據。我們還運用光鑷技術研究了混合液體黏滯系數的組分依賴關系，這種非接觸式的測量技術是采用微容量

4、樣品池進行的，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。 本論文的另一項工作是“便攜式分子馬達生物傳感超靈敏檢測儀”的研制。面臨當前世界性疾病對人類健康、社會穩(wěn)定帶來危害的嚴峻問題，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、新方法，開發(fā)出超靈敏的測定技術和便利的檢測儀器具有重要的現實意義。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