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Tweez300高速多光阱納米光鑷與測(cè)力平臺(tái)

應(yīng)用領(lǐng)域: 軟物質(zhì) 流體物理 生物物理學(xué) 微流控 霧霾研究 納米材料排列 微納器件制作 微小力的測(cè)量

典型樣品: 納米尺度:碳納米管、MoS?納米管、SiO?顆粒、Au顆粒;微米尺度:各種透明粒子、從硬球到軟性膠粒、水溶液中的油滴、氣體中的液滴、大細(xì)胞或大油滴;穿透囊泡膜捕獲其中微球顆粒;穿透細(xì)胞膜捕獲其中油滴或細(xì)胞器。

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產(chǎn)品概述基本特點(diǎn)結(jié)果展示安裝圖集用戶評(píng)價(jià)

1.強(qiáng)大的光力捕獲操控能力&精準(zhǔn)的力學(xué)測(cè)量性能

A. 適用樣品廣泛多樣

  • 幾十納米到百微米,到單個(gè)原子或者原子云
  • 納米尺度:碳納米管、MoS?納米管、SiO?顆粒、Au顆粒;
  • 微米尺度:各種透明粒子、從硬球到軟性膠粒、水溶液中的油滴、氣體中的液滴、大細(xì)胞或大油滴;
  • 穿透囊泡膜捕獲其中微球顆粒;穿透細(xì)胞膜捕獲其中油滴或細(xì)胞器。


B. 捕獲/操控樣品數(shù)目多

  • 時(shí)捕獲200個(gè)以上目標(biāo)(最多3000個(gè))
  • 支持陣列捕獲,整體或獨(dú)立控制每一個(gè)光阱
  • 支持2500個(gè)獨(dú)立光,坐標(biāo)定位分辨0.1nm
  • 光阱移動(dòng)步進(jìn)最小分辨率0.1nm
  • 光場(chǎng)均一度優(yōu)于99%
  • 絕對(duì)漂移優(yōu)于4nm每分鐘
  • 光阱間相對(duì)漂移優(yōu)于0.05nm每分


液體中同時(shí)操控400個(gè)粒子


C. 高精度測(cè)力——精度,100fN分辨率@1KHz



C-1. 多點(diǎn)微流變測(cè)量
測(cè)試顆粒:二氧化硅,直徑2.5微米 /  實(shí)驗(yàn)介質(zhì):1%纖維素溶液 / 數(shù)據(jù)采集頻率:200 fps / 流變頻率范圍和振幅:0.8 Hz–20 Hz,1μm

圖1. 微流變測(cè)量圖片

(可記錄視頻)


圖2. 典型數(shù)據(jù)集:

光阱位置和跟蹤粒子位置


圖3. 振幅比和相位滯后與頻率的關(guān)系

圖4. G’和粘度與頻率的關(guān)系


圖5. 純水振幅比和相位滯后與頻率的關(guān)系

圖6. 純水G’和粘度與頻率的關(guān)系



C-2. 多目標(biāo)實(shí)時(shí)力譜測(cè)量
測(cè)試顆粒:二氧化硅,直徑2.5微米 / 實(shí)驗(yàn)介質(zhì):水 / 力的產(chǎn)生:壓電位移臺(tái)-等速往復(fù)運(yùn)動(dòng)(頻率1 Hz,振幅22μm) / 數(shù)據(jù)采集頻率:200 fps

圖1. 多點(diǎn)測(cè)力快照

(可記錄視頻)


圖2. 被不同陷阱捕獲的粒子的跟蹤位置相對(duì)強(qiáng)度

可聯(lián)系我們查看更多圖例


圖3. 光阱剛度系數(shù)與激光相對(duì)強(qiáng)度

同時(shí)測(cè)量5個(gè)光阱,并通過(guò)勢(shì)能圖工具計(jì)算


圖4. 作用于不同激光強(qiáng)度光阱捕獲的粒子的力

振幅約為1pN


C-3. 20fN超高分辨率的力--距離曲線測(cè)量
測(cè)試顆粒:二氧化硅,直徑2.5微米 / 測(cè)試介質(zhì):1%纖維素 / 力源:溶劑介導(dǎo)的粒子間相互作用 / 樣品采集:400 fps

圖1. 力矩測(cè)量過(guò)程圖片

(可記錄視頻)


圖2. 靜止粒子的位置跟蹤數(shù)據(jù)

和光阱TT2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡


圖3. 復(fù)合溶劑對(duì)粒子間作用力的影響

本實(shí)驗(yàn)由ESSI.tech微流控系統(tǒng)輔助實(shí)現(xiàn)


ESSI.tech 微流控注射泵+芯片

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2.可靠的多樣化實(shí)驗(yàn)解決方案

近20年光鑷研發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累,不斷提升設(shè)備穩(wěn)定性與集成度,整套光鑷光路僅占用顯微鏡一個(gè)進(jìn)光口位置,使各種復(fù)雜的多系統(tǒng)聯(lián)用成為可能



A.磁鑷/光鑷/共聚焦顯微成像聯(lián)用系統(tǒng)——單分子力譜測(cè)量的完美解決方案

光鑷具有技術(shù)成熟,操控靈活簡(jiǎn)便精準(zhǔn),可實(shí)現(xiàn)多光阱獨(dú)立控制,測(cè)力精度高的特點(diǎn),但同時(shí)要求樣品環(huán)境要單一清潔。而磁鑷則對(duì)于樣品環(huán)境的清潔度和環(huán)境復(fù)雜度有更好的容忍性,而且磁鑷可以轉(zhuǎn)動(dòng)微球,通過(guò)力的變化判斷是否是真正的單分子測(cè)量過(guò)程。二者在應(yīng)用中都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),二者的結(jié)合使得更多的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為可能。而共聚焦成像模塊則為獲得更加清晰的3D層切圖像提供了便捷。

結(jié)構(gòu)示意圖

整套系統(tǒng)

磁鑷細(xì)節(jié)

多種磁鑷裝置 多種磁鑷裝置

B.微流控/雙層光鑷/共聚焦顯微成像聯(lián)用系統(tǒng)——需要不同波長(zhǎng)激光捕獲的應(yīng)用解決方案

1064nm波長(zhǎng)光鑷是當(dāng)前適用性最廣的激光鑷系統(tǒng),然而有些特殊樣品材料會(huì)對(duì)1064nm產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收,或者1064nm的光散射會(huì)影響實(shí)驗(yàn)中其它數(shù)據(jù)的探測(cè)結(jié)果。此時(shí)我們就需要其它波長(zhǎng)的激光作為捕獲激光,比如470nm,488nm,532nm,633nm等等。雙層光鑷系統(tǒng)耦合了1064nm激光光鑷和其它波長(zhǎng)激光光鑷,二者光路完美結(jié)合,互不干擾,且即可獨(dú)立控制,又可協(xié)同工作。在科研實(shí)踐中具有獨(dú)特的價(jià)值。而全內(nèi)反射成像提供了可以突破光學(xué)分辨率極限的實(shí)驗(yàn)觀察手段,激光共聚焦成像測(cè)提供了非常好的3D層切成像分辨率,可以更好的輔助完成數(shù)據(jù)的高質(zhì)量獲取。

兩層光鑷與共聚焦聯(lián)用的復(fù)雜系統(tǒng)

C.微流控/全內(nèi)反射成像/暗場(chǎng)/寬場(chǎng)熒光及多相機(jī)聯(lián)用光鑷系統(tǒng)——需要超分辨成像的應(yīng)用解決方案

微流控試驗(yàn)系統(tǒng)具有易于控制,樣品消耗量低,樣品制備便捷等特點(diǎn),在基于液相介質(zhì)或者液相樣品的實(shí)驗(yàn)中具有廣泛的應(yīng)用性。微流控進(jìn)樣系統(tǒng)或者微流控反應(yīng)體系與光鑷的結(jié)合已經(jīng)廣為人知。當(dāng)前的主要問(wèn)題在于微流控芯片的溫度耐受性不高,芯片厚度較厚,不利于樣品的精細(xì)觀察與特殊要求實(shí)驗(yàn)的完成。石英或者玻璃芯片雖然更加堅(jiān)固,厚度非常薄,是各種實(shí)驗(yàn)的首選,然而價(jià)格不菲,且定制費(fèi)用昂貴,屬貴族型實(shí)驗(yàn)耗材,不利于推廣?,F(xiàn)在提供價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的玻璃石英微流控芯片,采用新型制作工藝,支持圖樣定制服務(wù),切實(shí)解決此問(wèn)題。 暗場(chǎng)成像是一種觀察幾十納米尺度樣品的低成本,無(wú)標(biāo)記觀察模式。然而如果用普通PDMS微流控芯片,因?yàn)榫酃馄鞴ぷ骶嚯x的原因,只能使用干式暗場(chǎng)聚光器,無(wú)法形成完全的暗場(chǎng)觀察,圖像對(duì)比度非常不好。使用玻璃石英微流控芯片則完全不存在此類問(wèn)題。既可以更好的操控實(shí)驗(yàn),又可以更好的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 全內(nèi)反射成像/寬場(chǎng)熒光成像模塊可以使得實(shí)驗(yàn)觀察模式多樣化,有助于更好的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。


全內(nèi)反射成像/暗場(chǎng)/寬場(chǎng)熒光及多相機(jī)聯(lián)用光鑷系統(tǒng)

微流控/全內(nèi)反射成像/暗場(chǎng)/寬場(chǎng)熒光及多相機(jī)聯(lián)用光鑷系統(tǒng)

D.支持sCMOS,emCCD相機(jī)和各種高速相機(jī)

高靈敏相機(jī)有助于弱熒光信號(hào)的采集,而高速相機(jī)甚至支持以百KHz的幀速觀察各種真正意義上的快速過(guò)程。

E.真空樣品腔/光鑷適配系統(tǒng)——固體顆粒真空腔中捕獲,或者原子捕獲應(yīng)用解決方案

當(dāng)前光鑷技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已經(jīng)從捕獲操控細(xì)胞,透明微球,氣溶膠顆粒,發(fā)展到了空氣中的固體顆粒和冷原子領(lǐng)域。對(duì)于后兩個(gè)領(lǐng)域,是在空氣甚至真空中捕獲物質(zhì),光力捕獲往往只是一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)裝置的一部分,此時(shí)如何將光鑷整合進(jìn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置就成為問(wèn)題的關(guān)鍵之一。Tweez系列光鑷可以方便的整合進(jìn)任何其他的大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。只需要一個(gè)光學(xué)窗口,用戶就可以盡情使用高度集成化與自動(dòng)化的商業(yè)化光學(xué)捕獲技術(shù)。而且Tweez光鑷具有眾多的控制與同步以及輸入輸出端口,可以與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行各種數(shù)據(jù)通訊與協(xié)同控制,使之成為一個(gè)整體。

整合光鑷后的真空樣品腔實(shí)驗(yàn)裝置

光鑷接入細(xì)節(jié)(側(cè)視圖) 光鑷接入細(xì)節(jié)(俯視圖)




3.適配各種實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的樣品室與樣品進(jìn)樣系統(tǒng)

A.氣溶膠樣品室


水封/石英材質(zhì)/全透明

具備進(jìn)樣口,氣壓平衡口,以及多個(gè)環(huán)境控制口

通道寬度3/5/10/15mm(更多規(guī)格需定制)

通道深度100/200/500/1000μm(更多規(guī)格需定制)

提供圖案定制服務(wù)

B.多次重復(fù)使用液相樣品室(可半永久性封存)


石英材質(zhì)/全透明

通道寬度50/80/100/150/200/500微米(更多規(guī)格需定制)

通道深度100/200/500/1000μm(更多規(guī)格需定制)

提供圖案定制服務(wù)






4.高效微流控進(jìn)樣方案

高精度數(shù)字注射泵進(jìn)樣,一次實(shí)驗(yàn)僅需20微升樣品。多進(jìn)一出石英材質(zhì)全透明微流控芯片:通道寬度50/80/100/150/200/500微米(更多規(guī)格需定制)通道深度100/200/500/1000微米(更多規(guī)格需定制)提供圖案定制服務(wù)。

高精度單通道注射泵

高精度多通道注射泵

微流控芯片適配托盤




5.多重保障,輕松完成實(shí)驗(yàn)

xyz全電動(dòng)載物臺(tái),精準(zhǔn)導(dǎo)航

Xyz三向電動(dòng)位移臺(tái),可編程,可尋址




高精度電動(dòng)位移臺(tái)


位移臺(tái)控制器(背面) 控制器(正面)

高穩(wěn)定性減震措施,保證力學(xué)測(cè)量穩(wěn)定性

主被動(dòng)結(jié)合減震系統(tǒng);隨機(jī)被動(dòng)減震臺(tái)顯微鏡主機(jī)用(或者光學(xué)平臺(tái)框架)

桌面主動(dòng)隔震臺(tái)

系統(tǒng)隔震光學(xué)平臺(tái)


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