RTS-LTRS 光鑷-拉曼光譜聯(lián)用系統(tǒng)

光鑷-拉曼光譜聯(lián)用系統(tǒng)RTS-LTRS
產(chǎn)品簡(jiǎn)介

光鑷?yán)庾V技術(shù)（laser tweezers Raman spectroscopy LTRS）結(jié)合光鑷與顯微拉曼光譜技術(shù)，可對(duì)單個(gè)微納顆?；騿渭?xì)胞進(jìn)行操控與生化分析。常規(guī)顯微拉曼光譜技術(shù)可以獲得微米尺度分子結(jié)構(gòu)信息，但是對(duì)于懸浮氣/液體中微小粒子或細(xì)胞樣品檢測(cè)時(shí)，由于布朗運(yùn)動(dòng)或溶液懸浮等因素，很難對(duì)樣品進(jìn)行精準(zhǔn)定位與測(cè)量。光鑷技術(shù)可以穩(wěn)定束縛與操縱微納顆粒及生物分子，有效實(shí)現(xiàn)懸浮微顆粒的精準(zhǔn)檢測(cè)。

光鑷技術(shù)對(duì)微粒的操控是非接觸的遙控方式，不會(huì)給對(duì)象造成機(jī)械損傷，可穿過(guò)氣/溶液表層界面檢測(cè)內(nèi)部顆粒物信息，同時(shí)，光鑷捕獲的微粒尺度為幾十納米到幾十微米，是生物細(xì)胞、細(xì)胞器、生物大分子以及氣溶膠等物質(zhì)尺度范圍。拉曼光譜亦是一種無(wú)損傷的分子光譜技術(shù)，具有譜峰信息豐富，特異性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此，光鑷?yán)m用于微納米尺度的單分子研究領(lǐng)域應(yīng)用。

典型應(yīng)用

系統(tǒng)介紹

光鑷-拉曼光譜聯(lián)用系統(tǒng)RTS-LTRS是北京卓立漢光儀器有限公司全新推出的光鑷-拉曼聯(lián)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合先進(jìn)的光鑷微控技術(shù)與拉曼分子識(shí)別分析技術(shù)，高度集成、性能穩(wěn)定、易于操作，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)控制大量(200 個(gè))目標(biāo)和高精度的微納米級(jí)顆粒物的分析測(cè)量。
儀器原理和實(shí)現(xiàn)方式

光鑷技術(shù)捕獲單個(gè)顆粒的基本原理如下圖所示。激光通過(guò)倒置顯微鏡形成匯聚光線，高度聚焦的激光會(huì)在焦點(diǎn)中心形成一個(gè)勢(shì)能梯度中心，稱之為勢(shì)阱或光阱。透明的球形微粒會(huì)被光阱在三維空間中捕獲，從而進(jìn)行操控、排列與微小力的測(cè)量。更復(fù)雜一點(diǎn)的情況是光折射的梯度力與光散射力以及粒子本身的重力與浮力共同平衡，并在限制粒子的布朗運(yùn)動(dòng)后實(shí)現(xiàn) 3D 捕獲操控。

光鑷原理：采用 100kHz AOD（聲光偏轉(zhuǎn)器）高速分時(shí)掃描不同位置，從而形成多個(gè)光阱；
區(qū)別于傳統(tǒng)的光鑷技術(shù)，這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)：
1. 控制目標(biāo)更多：可以產(chǎn)生 200 個(gè)以上的光阱，同時(shí)捕獲 200 個(gè)以上的目標(biāo)微粒；
2. 控制激光強(qiáng)度：0~100%，可獨(dú)立控制每個(gè)光阱
3. 控制光阱移動(dòng)：軌跡、步長(zhǎng)、速度等
4. 降低光阱的漂移：光阱間漂移僅 0.05nm/min
5. 提高測(cè)力精度：更加精確定位光阱坐標(biāo)
6. 降低系統(tǒng)噪音：無(wú)機(jī)械振動(dòng)，提高整體穩(wěn)定性
結(jié)構(gòu)介紹
RTS-LTRS 光鑷?yán)庾V系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)（如下圖所示）。

結(jié)構(gòu)一：在標(biāo)準(zhǔn)的 RTS2 的基礎(chǔ)上配置具有雙層無(wú)限遠(yuǎn)光路的倒置顯微鏡，上層光路多光阱光鑷系統(tǒng)，下層光路為拉曼光路出入口，可內(nèi)置不同波長(zhǎng)激光器，也可外部耦合激光器，拉曼信號(hào)通過(guò)光纖或者空間光路耦合到光譜儀，光路如下：

結(jié)構(gòu)二：在標(biāo)準(zhǔn)的 RTS2 的基礎(chǔ)上配置具有雙層無(wú)限遠(yuǎn)光路的倒置顯微鏡，上層光路多光阱光鑷系統(tǒng)，拉曼激光從顯微鏡的側(cè)口進(jìn)入，拉曼信號(hào)原路返回接光譜儀，可內(nèi)置不同波長(zhǎng)激光器，也可外部耦合激光器，拉曼信號(hào)通過(guò)光纖或者空間光路耦合到光譜儀，光路如下：

性能優(yōu)勢(shì)

• 標(biāo)配 320mm 焦長(zhǎng)影像校正高通光量光譜儀，高像素深制冷光譜 CCD 相機(jī)，可擴(kuò)展 EMCCD，ICCD，InGaAs 陣列等探測(cè)器，擴(kuò)展系統(tǒng)功能；

• 集成化設(shè)計(jì)，無(wú)外置裸露光學(xué)元器件；

• 可以實(shí)現(xiàn)不同尺寸的多目標(biāo)懸浮和自由移動(dòng)，從納米尺度至百微米尺度；

• 多目標(biāo)捕獲，水中 200 個(gè)以上的不同尺寸目標(biāo)，空氣中不同尺寸液滴陣列的捕獲；

• 可 XYZ 三維方向精確控制捕獲激光和拉曼激發(fā)激光焦點(diǎn)之間的相對(duì)位置，測(cè)試不同位置拉曼信號(hào)；

• 非接觸、作用力均勻，不會(huì)造成對(duì)象機(jī)械損傷和污染；

• 可對(duì)常見(jiàn)樣品及微/納米顆粒、不規(guī)則顆粒及氣相中的液滴進(jìn)行 3D 捕獲；

• 系統(tǒng)穩(wěn)定度更高，測(cè)量結(jié)果受環(huán)境干擾更??；

• 操控更加靈活，光阱移動(dòng)精度更高；

• 避免視場(chǎng)不同位置光阱剛度的差異；

• 可以進(jìn)行多目標(biāo)力學(xué)測(cè)量。

典型參數(shù)

測(cè)試案例
光鑷數(shù)據(jù)

多目標(biāo)實(shí)時(shí)測(cè)力，力學(xué)測(cè)量的分辨率可達(dá)約 100fN，精確度約 1pN。
拉曼數(shù)據(jù)

拉曼-光鑷聯(lián)用數(shù)據(jù)
測(cè)試顆粒：濃度為 0.5M 到 2M 的 NaCl 水溶液發(fā)生的氣溶膠顆粒

氣溶膠樣品捕獲

拉曼激光定位激發(fā)

識(shí)別回音壁信號(hào)峰位

峰位信息導(dǎo)入軟件

液滴半徑與折射率測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)

穩(wěn)定的環(huán)境條件下，在 2 分鐘內(nèi)的連續(xù) 25 次測(cè)量中，液滴半徑為 4359.73±0.55nm，分辨率優(yōu)于 1nm；折射率為 1.3757±0.0002，波動(dòng)約 0.015%。