新型調(diào)制光阱的理論、實驗與單分子應用.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩159頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、本文通過對光鑷技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、光鑷技術(shù)的新形勢、與光鑷技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)以及面向應用中出現(xiàn)的新問題進行詳細的調(diào)研和充分的論述,確定新型調(diào)制光阱的理論、實驗與單分子應用研究這一主題。在光鑷捕獲理論方面,利用蒙特卡洛技術(shù)對時分復用光鑷的有效剛度隨光阱切換頻率變化關(guān)系進行系統(tǒng)地研究;全息光鑷理論和實驗方面,采用傅里葉光學原理計算全息相位片,探索細胞層次的捕獲和旋轉(zhuǎn),納米碟的并行操控等;在單分子生物物理方面,搭建了帶熒光探測的高精度激光雙光鑷,系

2、統(tǒng)研究了抑制劑對DNA折疊動力學的影響。
   在全息光鑷理論研究中,本文通過對全息光鑷所涉及的理論進行一個詳細的研究,運用適應算法計算實現(xiàn)全息陣列光鑷所需的相位片,并在實驗中得到很好的驗證。全息光鑷實驗方面,我們成功實現(xiàn)全息陣列光鑷捕獲和排布多個粒子、全息渦旋光鑷旋轉(zhuǎn)單個或者多個細胞等。全息光鑷應用方面,我們采用高性能計算機對全息陣列光鑷進行并行標定,有效地提高光阱剛度的標定速度:采用全息渦旋光鑷對酵母細胞的旋轉(zhuǎn)動力學特性進行

3、較詳細的研究;設計、制備并表征納米碟,采用全息光鑷對納米碟進行操控和排布實驗:設計軟物質(zhì)綜合測量系統(tǒng)。
   在時分復用光鑷的理論研究方面,我們采用蒙特卡洛模擬技術(shù)對不同占空比的時分復用光阱中的粒子運動位置進行模擬,進而計算出光阱的剛度。數(shù)值模擬的結(jié)果表明,光阱有效剛度隨光阱切換頻率的變化關(guān)系呈指數(shù)增長關(guān)系,在高頻段穩(wěn)定到一個恒定的值。我們采用旋轉(zhuǎn)玻片法和聲光衍射器等形成時分復用光鑷,分別在低頻段和寬頻段有效地驗證了數(shù)值模擬的結(jié)

4、果。
   在調(diào)制光鑷應用方面,我們將時分復用光鑷和單分子熒光探測技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)1bp探測精度的基于時分復用光鑷的高精度激光雙光鑷。該光鑷可以工作在多種模式,如恒力模式、變力模式、單分子熒光探測、寬場熒光成像等。實驗中,我們設計一系列不同長度、不同序列、不同位置的短單鏈DNA片段作為抑制劑,研究抑制劑對DNA發(fā)卡折疊動力學特性的影響。寬場熒光成像方面,我們實現(xiàn)對單個λDNA進行熒光成像。這一系列實驗表明,高精度激光光鑷在蛋白質(zhì)

5、折疊、蛋白與DNA相互作用、馬達蛋白、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面具有廣闊的應用前景。
   在全息光鑷工作之前,我們嘗試用激光直寫技術(shù)制作掩模板,再用離子束刻蝕技術(shù)加工純相位型衍射光學元件,成功實現(xiàn)將高斯光束整形成疊加的拉蓋爾高斯光束,還對疊加光場的軌道角動量分布作了詳細的研究。我們還通過對數(shù)字微鏡器件特性的詳細研究,設計一系列叉形光柵透射到數(shù)字微鏡上,將高斯光束整形成拉蓋爾高斯光束,并研究了整形前后光束的偏振特性。
   新型調(diào)

6、制光鑷技術(shù)本身也是一個比較寬泛的課題。即包括光鑷技術(shù)本身的設計、搭建,也包括向應用方面深化。如膠體科學、軟物質(zhì)等領(lǐng)域,采用空間光調(diào)制器形成的全息光鑷可以同時并行操控微納米粒子的能力,在膠體的自組裝,多個膠體粒子相互作用等方面具有廣闊的應用前景。在微納米尺度研究單個生物分子力和伸長的變化關(guān)系,有助于人們了解蛋白質(zhì)/RNA/DNA或他們的復合物等生物大分子的動力學行為,得到與傳統(tǒng)基于粗快實驗的生物學手段互補的信息。結(jié)合單分子熒光的高精度光鑷

7、技術(shù)可以測量蛋白質(zhì)和DNA復合物的構(gòu)象變化并對某個特定的分子進行可視化等。
   本文的新型調(diào)制光鑷主要涉及時間調(diào)制所形成的時分復用光鑷和基于液晶空間光調(diào)制器的全息光鑷。其中時間調(diào)制光鑷主要在第四章和第五章介紹;空間調(diào)制光鑷在第二章和第三章介紹;相關(guān)的應用主要在第三章和第五章介紹;在全息光鑷的早期論證工作中,我們還采用二元相位片和數(shù)字微鏡器件對光束進行整形,這兩部分內(nèi)容分別在第六章和第七章介紹;第八章對本文的工作進行一個最后的總

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論