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基于锥形光纤光镊的细胞操控与神经调控 被引量：4
1
作者 肖雨晴 史阳 +1 位作者 李宝军 辛洪宝 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期175-190,共16页
光学操控已被广泛应用于生物医学、物理和材料科学等领域.近年来,锥形光纤光镊由于具有操作灵活、结构紧凑、易于制造等特点,在光学操控领域引起了极大关注.作为一种非侵入式光操控工具,锥形光纤光镊不会对生物组织和活体细胞产生接触... 光学操控已被广泛应用于生物医学、物理和材料科学等领域.近年来,锥形光纤光镊由于具有操作灵活、结构紧凑、易于制造等特点,在光学操控领域引起了极大关注.作为一种非侵入式光操控工具,锥形光纤光镊不会对生物组织和活体细胞产生接触式物理损伤,因而可以直接应用于细胞的多维度操控.此外,红外光波对生物组织具有良好的穿透性,这使得锥形光纤光镊在生物及医学领域有着不俗的表现.在这篇综述,笔者总结了锥形光纤光镊在单细胞、多细胞、亚细胞等层面的研究现状,并介绍了其在神经细胞调控方面的最新进展. 展开更多
关键词 生物光学 光纤光学 光纤光镊 光捕获 细胞操控 神经调控
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基于毛细管光纤的微粒操纵及传感应用
2
作者 宋念念 王瑞 +4 位作者 来小雨 兰艺海 姜晓雯 苑立波 邓洪昌 《桂林电子科技大学学报》 2024年第4期427-440,共14页
空芯光纤(HCF)是非线性光学、光纤传感和激光器等领域的强大载体,它包括空芯光子带隙光纤(PBF)、光子晶体光纤(PCF)、石英毛细管光纤(COF)以及多孔光纤(MHF)等。其中,由管状包层和空气孔组成的石英毛细管光纤具有特殊的空芯结构,使其在... 空芯光纤(HCF)是非线性光学、光纤传感和激光器等领域的强大载体,它包括空芯光子带隙光纤(PBF)、光子晶体光纤(PCF)、石英毛细管光纤(COF)以及多孔光纤(MHF)等。其中,由管状包层和空气孔组成的石英毛细管光纤具有特殊的空芯结构,使其在与其他特种光纤熔接后,可制备出一系列结构简单、灵敏度高、响应速度快的级联结构传感器件。近年来,随着光纤加工技术的进步,研究人员可以自由地设计具有更高精度和光学质量的复杂光纤形状。本文利用毛细管光纤作为新型光纤集成光子器件的载体平台,综述了其在光镊领域的应用,如类贝塞尔光束的产生、传输过程和微粒的捕获、旋转、分流等光操纵过程;分析了其在应用于传感领域时,基于法布里-珀罗干涉(FPI)、反谐振(AR)、马赫-曾德尔干涉(MZI)、多模干涉(MMI)和长周期光纤光栅(LPFG)等干涉机制所制得的高灵敏度传感器件的优势;总结和展望了基于毛细管光纤的光操纵器件和光传感器件在制备和应用方面的一般规律。 展开更多
关键词 毛细管光纤 光纤传感 光纤光镊 光操纵 类贝塞尔光束
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一种光纤光镊法测试杀菌剂在压裂液中杀菌效果评价技术
3
作者 吴兆亮 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2024年第3期414-418,共5页
夏季压裂施工中,由于胍胶压裂液受到细菌等微生物滋生的影响,可能导致液体腐化变质,致使压裂液失效。为此通常需要加入杀菌剂对压裂液中腐生菌进行消除,但目前缺少能够在微观层面评价杀菌剂杀菌效果的技术手段。为此,提出了一种基于光... 夏季压裂施工中,由于胍胶压裂液受到细菌等微生物滋生的影响,可能导致液体腐化变质,致使压裂液失效。为此通常需要加入杀菌剂对压裂液中腐生菌进行消除,但目前缺少能够在微观层面评价杀菌剂杀菌效果的技术手段。为此,提出了一种基于光纤光镊的杀菌剂杀菌效果评估技术手段,利用锥形光纤光镊捕获添加杀菌剂前后的腐生菌,在微观尺度分析其运动规律,以此反演杀菌剂的杀菌效果。实验结果表明,该方法可以有效评估腐生菌的活性,对于添加杀菌剂后,腐生菌细胞失活,其运动幅度大幅下降,大约只在0.8~0.9μm。而对于正常的腐生菌,其运动幅度通常在12.1μm左右。证实了该方法在评估杀菌剂杀菌效果的可行性,为直接评价杀菌剂性能的优劣提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 杀菌剂 胍胶压裂液 有限元分析法 光纤光镊
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特种芯光纤光镊技术研究进展 被引量：1
4
作者 李红 朱应鑫 +3 位作者 周雅妮 王海波 董明利 祝连庆 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1293-1304,共12页
光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输... 光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输运等功能,可以显著提升微粒的三维捕获能力以及动态操纵水平。本文综述了不同纤芯结构光纤光镊的结构特点与应用技术研究进展,对特种芯光纤光镊系统中探针制备、激光光源、耦合方式等关键技术进行了梳理和对比,总结与展望了不同结构特种芯光纤在光纤光镊中的作用与发展。 展开更多
关键词 光纤光镊 特种光纤 微粒操纵 微流控
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基于光纤光镊的长距离微粒可控操纵 被引量：1
5
作者 姜春雷 水华胜 +2 位作者 陈朋 方硕 王弢 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期1555-1563,共9页
在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具... 在液体中灵活操纵微粒或细胞,特别是将细胞或微粒运输到指定位置,已经被证明在细胞分析、疾病诊断、药物递送等方面有着至关重要的作用。针对细胞或微粒非接触光学捕获的灵活性受限于光纤光镊操纵距离短的问题,提出了一种结构简单且具有长距离非接触可控操纵微粒的新型光纤光镊。利用加热和拉伸技术制作了类锥形平口光纤探针,980 nm的激光经过光纤探针后会对微粒产生大的散射力,将微粒逐渐推离光纤端口,同时借助反向流体阻力,在不移动光纤探针的情况下通过调节激光器光源的输出功率,对轴向位置上直径为6μm的聚苯乙烯微粒可以进行长达102.2μm的可控往返操纵,应用有限元法仿真了光镊的光场强度分布,并采用麦克斯韦应力张量法分析了光镊对微粒的作用力。实验和仿真结果表明,所提出的类锥形平口光镊是可行的。 展开更多
关键词 光纤光镊 光学捕获 有限元法 麦克斯韦应力张量法
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利用双锥角光纤探针捕获多微粒串列
6
作者 吴雨庭 张波 +3 位作者 刘子龙 陈聪 王婉玲 曾祥 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期335-339,共5页
为了捕获不同材料、不同尺寸的多微粒串列,采用界面层腐蚀法制备了双锥角光纤探针,搭建单光纤光镊系统捕获了酵母菌、二氧化硅和聚苯乙烯等材料的多微粒串列。结果表明,对于相同材料的微粒,双锥角探针所能捕获的微粒数量随其尺寸增加而... 为了捕获不同材料、不同尺寸的多微粒串列,采用界面层腐蚀法制备了双锥角光纤探针,搭建单光纤光镊系统捕获了酵母菌、二氧化硅和聚苯乙烯等材料的多微粒串列。结果表明,对于相同材料的微粒,双锥角探针所能捕获的微粒数量随其尺寸增加而减少,而对于相同尺寸的微粒,捕获微粒的数量随材料折射率增加而减少;通过测量捕获微粒串列时各个微粒的捕获力,发现串列中离探针尖端越远的微粒其所受捕获力越小,在外力的作用下远端的微粒将率先逃逸;理论计算显示当光纤探针的2次锥角超过60°时,不能捕获2个或2个以上的球形微粒,该结果和实验观测一致。此研究可应用于精细加工和微纳制造。 展开更多
关键词 激光技术 光纤光镊 界面层腐蚀法 多微粒捕获 光捕获
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4芯2×2阵列光纤光镊器件的研制 被引量：1
7
作者 吴国锋 童章伟 +6 位作者 赵灏 覃波 刘志强 阳华 张昕 鲁正 钟昌锦 《光学与光电技术》 2019年第6期24-27,共4页
为了给分子生物学、免疫学、基因工程等生物医学研究提供有效的细胞操控工具,为微细加工、物理学及光谱学等领域提供实验手段,通过光纤熔融拉锥(Fused Biconical Taper,FBT)工艺,研制出4芯2×2阵列光纤光镊器件,并介绍了相关制造方... 为了给分子生物学、免疫学、基因工程等生物医学研究提供有效的细胞操控工具,为微细加工、物理学及光谱学等领域提供实验手段,通过光纤熔融拉锥(Fused Biconical Taper,FBT)工艺,研制出4芯2×2阵列光纤光镊器件,并介绍了相关制造方法及关键技术。采用50/125μm多模光纤进行拉锥,4根光纤的排列形式为矩形,光镊尖端各纤芯径约1μm,各纤光功率传输损耗<0.5 dB,光纤光镊锥角30°左右,工作波长为1 053 nm。 展开更多
关键词 光镊 光纤光镊 阵列光纤光镊 光学势阱 光力
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