測量設(shè)置
? 測試顆粒:二氧化硅,直徑2.5微米
? 實驗介質(zhì):水
? 力的產(chǎn)生:壓電位移臺-等速往復(fù)運動:頻率1 Hz,振幅22μm,
? 數(shù)據(jù)采集頻率:200 fps。
圖1. 多點測力快照(可記錄視頻)
測量方法
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將5個測試粒子放置在目標位置,并用不同強度的Tweez光阱捕獲,
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光阱的剛度系數(shù)通過測量粒子布朗運動來確定(樣本大?。?0-20 k幀對應(yīng)于1-2分鐘的測量時間),
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通過啟動Tweez跟蹤過程進行測量,
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實時提供低采樣率測量結(jié)果預(yù)覽,以保證對測量過程的控制(即可能的漂移、不必要的物體干擾-細菌等)
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停止跟蹤過程后,即可獲得全采樣率測量結(jié)果(無需視頻錄制和后處理),
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測量數(shù)據(jù)集保存在格式化文本文件中,可由任何商用數(shù)據(jù)分析軟件包(MathLabTM、OriginTM等)進行分析。
圖2a. 典型數(shù)據(jù)集:被不同類型陷阱捕獲的粒子的跟蹤位置相對強度(見圖例)
圖2b. 捕捉關(guān)閉時粒子的跟蹤位置-粒子隨流體移動(壓電位移臺)
測量結(jié)果
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光阱彈簧常數(shù)(通過測量布朗運動獲得)-圖3a
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計算力-圖3b,
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測量和數(shù)據(jù)分析時間:約30分鐘(不包括樣品制備)
圖3a. 光阱剛度系數(shù)與激光相對強度-同時測量圖1所示的5個光阱,并通過Tweez-Brownian勢能圖工具計算。
圖3b. 作用于不同激光強度光阱捕獲的粒子的力(軌跡TT2–TT4每行數(shù)據(jù)逐次上移3pN)。對等速(三角形)波形的響應(yīng)為方形波形(速度相關(guān)粘性阻力)。對應(yīng)于流體流中5個捕獲(靜止)顆粒的同時測量(約45μm/s),所有波形顯示振幅約為1pN。
注:信噪比隨激光強度的增加而降低是檢測噪聲的結(jié)果,在選擇最佳信噪比和光阱剛度系數(shù)線性(相對于粒子位移)之間的激光強度時需要做出權(quán)衡。
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