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    赢了5万不走倒输90万: NanoTweezer新型激光光镊系统(5分钟内将显微镜升级为纳米激光镊操纵分析仪 )

    世联博研(北京)科技有限公司2014年5月24日 16:31 点击:1532

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    美国Opto Fluidics公司显微镜纳米激光镊转换装置
    —NanoTweezer新型激光光镊系统
    5分钟内将显微镜升级为 纳米激光镊操纵分析仪 
     
    把已有显微镜升级改在为光镊,功能更强大,费用节省近半 
    目前越来越多的研究需要在纳米尺度上操控研究微粒,光镊为之提供了很好的手段。光镊操控微粒的观察依赖光学显微镜,而纳米粒子超出普通光学显微镜的分辨极限,NanoTweezer新型纳米光镊转换装置可以迅速将显微升级为可以轻松操纵纳米级微粒的激光光镊系统.
    NanoTweezer新型纳米光镊转换装置,是个显微镜附上装置。该装置使研究人员使用现有显微镜能够捕获、操纵纳米级微粒。
    NanoTweezer新型纳米光镊转换装置,采用世界先进的集成光波导和共振体技术,通过微芯片发出的激光捕获与操纵丛纳米至微米级的粒子??梢允迪侄嘀钟τ?,如操作远远小于传统的光学镊子的样品,并保持粒子结构不被破坏;实行新类型的实验和分析.

    Label Free Nanoparticle Sizing and Imaging

    Nanoparticle Functionalization and Coating Analysis

    Nanophotonics Based Optical Tweezing - Smallest Particles Ever!
    概述: 
    NanoTweezer新型激光光镊系统配备强大的光学捕获系统,操纵对象涵盖了单细胞、单分子、细胞器、病毒、核酸、金属纳米粒子、碳纳米管、蛋白等。 
    轻松操作远远小于传统的光学镊子的样品,并保持粒子结构不被破坏;实行新类型的试验和分析;
    避免表面化学;创造新的纳米结构;保留了生物分子方面的基础上,改变了背景的解决方案;捕获单一的细菌,并观察它的分裂等。 
    NanoTweezer激光控制器、光学谐振芯片以及特殊设计的显微镜适配器,能够直接与现有的显微镜设备无缝连接。 
    特性及亮点: 
    1)无标记、无损伤操纵生物微粒 
    光镊以一种温和的、非机械接触的方式完成夹持和操纵物体,捕获力是施加在整个微粒上,非机械捕获那样集中在很小的面积上,不会对捕获的生物微粒造成机械损伤和污染。 
    2) 不干扰生物粒子周围环境和它的正常生命活动 
    光的无形性和穿透性,光镊可以在保持细胞自然生活环境的情况下对其进行捕获与操纵 
    光镊的所有机械部件离捕获对象的距离都远大于捕获对象的尺度(1000倍),是??夭僮?
    3)简洁、操纵捕获能力强、观测分辨率更高: 
    3.1)系统捕获操纵能力: 
    新一代纳米激光光镊系统,采用新型集成光学、光子共振技术,能对纳米至微米级的粒子轻松操作和捕获 
    粒子捕获操纵尺寸范围:10nm-5微米; 
    还可以增强生物分子观测的分辨率,捕捉细菌观测器分裂过程。 
    3.2)观测分辨率更高 
    光镊与高空间分辨率的技术相结合,使之具备精细的结构分辨能力和动态操控与功能研究的能力 
    4捕获操纵粒子种类: 
    A)生物材料,诸如蛋白质聚集体、蛋白质晶体、抗体与微管等等; 
    B)纳米材料,诸如量子点、碳纳米管、高分子小珠、纳米硅、纳米二氧化钛等。 
    C) 单个细胞、病毒、核酸、纳米颗粒、碳纳米管和蛋白质的可逆纳米级操作 
    4)优于传统光镊系统: 
    该系统采用以芯片为基础的光子共振捕获技术,可以实现多种应用,如操作远远小于传统的光学镊子的样品,并保持粒子结构不被破坏; 
    普通光镊只能捕捉和处理100纳米及更小的物体;该系统通过使用最新技术集成光子克服光的散射障碍,该系统的光学谐振器可以增强是由波导产生的光学梯度的强度。由于集中了更强的光点,可以操纵最大达到1064nm的粒子。 
    5)系统联机能力强: 
    能与科研级正置显微镜联用; 
    能与激光显微镜拉曼光谱仪联用; 
    典型应用:

    Optofluidic’s NanoTweezer - Applications

     
     
    无标记纳米微粒大小测量、计数和成像 
    Nanotweezer系统可以根据颗粒光散射无标记测量粒子大小和枚举粒子个数,如图所示,图左侧的,颗粒散射光强度与粒径大小有函数关系。由于光可以沿波导的每个点被收集,所有捕获粒子的尺寸可以同时、独立进行测量 

    较大的颗粒散射更多的光,这可量化并转换成一个准确的尺寸测量。球形颗粒产生类似的图像从图像帧与帧。不规则形状的颗粒似地转变,他们打滚,并与波导相互作用。 

    在下面图示的能力5种不同类型的大小颗粒,包括玻璃,聚合物,金属,和一个独有的制剂的API(活性药物成分) 
     
    使用NanoTweezer光散射方法学获得的5种不同颗粒类型尺寸大小直方图 
    The NanoTweezer system enables label free particle sizing by collecting the scattered light from the particles trapped on the waveguide 
    该NanoTweezer系统可以通过被捕获微粒的波导散射光聚集测量微粒大小

    使无标记粒子大小由捕获在波导器的颗粒收集的散射光

    表面化学领域的应用越—测量纳米微粒表层厚度和颗粒的稳定性

     

    —精确捕获微粒和牵引微粒是光镊最基本的功能 
    光镊捕获的粒子在几纳米到几微米,在这个尺度上,它提供了一种对宏观现象的微观机理的研究手段,特别是为研究对象从生物细胞到大分子的纳米生物学,提供了活体研究条件,比如激光光镊易于操纵细胞,可有效分离各种细胞器,并在基本不影响环境的情况下对捕获物进行无损活体操作。 
    通过捕获和分离细胞,可了解细胞的诸多特性,如细胞间的粘附力、细胞膜弹性、细胞的应变能力及细胞的生理过程等,从而研究细胞的真实生理过程.
    1.单细胞领域应用 
    ?1.1 捕获牵引纳米级微粒 (细胞的捕获和分离)

    ? 用波长为1064纳米的激光将凝聚物移动了近半米,而过去通常采用的磁学方法,只能将凝聚物移动很短的距离.
     
    该新纳米激光光镊粒子捕获操纵尺寸范围:10nm-5微米,激光光镊可容易地操纵细胞, 能有效地分离各种细胞器,并在基本不影响环境的情况下对捕获物进行无损活体操作。 
    通过对细胞的捕获和分离便可了解细胞的诸多特性如细胞间的粘附力、细胞膜弹性、细胞的应变能力及细胞的生理过程如细胞融合等,从而有效地了解细胞的真实生理过程。 
    1.2 研究细胞的应变能力 
    细胞内部的应变能力在通常情况下很难用显微镜观察。而光镊可对活体细胞进行非侵入微观操纵,能够诱导细胞产生应变.
    Single Cell Force Spectroscopy with this Nanotweezer 
    1.3 测量红细胞膜的弹性 
    红细胞膜弹性是血液的生理功能指标,在测量红细胞膜弹性的技术中,双光镊法是最为直接、准确的方法.
    1.4促进细胞融合 
    把光镊同激光微束(光刀)耦联起来可实现激光诱导细胞融合, 当前最先进的转基因技术就是利用光镊和光刀将DNA导入细胞而实现基因转移,这种方法可节约大量资源、缩短转基因时间、提高成功率。 
    1.5直接应用于动物体内研究对细胞进行实时观察、操控与测量,实施非接触式手术的实验取证 

    激光镊可直接深入到动物活体内对细胞进行实时观察、操控与测量,实施非接触式手术的实验取证,从而开拓了光镊技术研究活体动物新领域,为活体研究和临床诊断提供了一种全新的技术手段.
    在活的动物体内研究细胞生长、迁移、细胞及蛋白质间相互作用等生物学过程,对生命科学、医学研究以及临床诊断具有重大意义,因此体内研究技术一直是活体研究热点之一。

    ?//news.ustc.edu.cn/xwbl/201304/W020130425627409691669.jpg 
    2.单分子研究领域中的应用 
    2.1 ?定量测量生物大分子的力学特性 
    生物大分子通常被束缚在直径约1μm的聚苯乙烯小球上,而介质小球则通过光镊技术被俘获在光阱中。通过光镊对单分子进行扭转、弯曲、拉伸操作来研究其力学特性。这些研究对研究蛋白自组装及细胞间的作用有重要意义。 
    2.2 对生物大分子进行精细操作 
    用光镊解开了DNA的分子缠绕,对生物大分子的折叠构象进行了深入的研究;用双光镊法对DNA分子扭转、打结,为细胞内蛋白纤维相互作用等分子力学的研究开辟了新途 
    光镊可以跟踪和描述单个分子之间的结合情 
    2.3 分子水平上的特异识别和生命调控 
    光镊所具有的纳米量级的操控精度和观测精度,使得光镊可将要观察的对象按需要进行配对,并观察配对的新变化;
    这使人们能在纳米尺度上实时动态地研究细胞特异性识别中的单分子机制并显示其特异性相互作用, 从而为解开细胞特异性分子识别提供微观信息。 
    2.4 在分子马达研究中的应用 
    光镊在生物大分子研究中最重要的成果之一是动力原蛋白的研究??蒲Ъ依霉饽鞴鄄斓搅松硕脑?,发现分子马达是以步进方式运动, 并且测量了步长,给出单驱动蛋白分子产生的力及其速度与ATP浓度的函数关系。 
    NanoTweezer显微镜纳米激光镊操控转换装置的组成部分 
    1)台式NanoTweezer激光器控制仪(NanoTweezerTM Instrument)
     
    台式NanoTweezer仪含有操作Optofluidics NanoTweezer系统所需的所有光学和微流控的基础设施,以及从nanotweezer芯片连接到仪器的即插即用操作的光纤和流控管。 
     2)  NanoTweezer芯片(NanoTweezer Chips): 
     
    2.1包含光学部件及微流光波导控芯 
    2.2光子共振器设备 
    2.3高光学质量的微流控光波导芯片 
    该NanoTweezer芯片包含光子共振器设备以及高光学质量的微流控光波导芯片??悸堑娇突О汗蟮难?。通道容积少于300 nL(可调),硬耦合的光纤连接到芯片不再需要任何光学校准,即可在整个实验过程保持稳定。 
     3) NanoTweezerTM芯片与显微镜的适配器(Custom Microscope Mounts) 
    ?
    特别设计定制的显微镜适配器,使NanoTweezer芯片与现有的显微镜设备即插即把直接连接。流体样本通过芯片下侧的显微流动池入口放进去。该安装件不到5分钟,连接、卸下来极为方便。 
    4) NanoTweezer电脑控制系统 
     
    NanoTweezer电脑控制系统可以使用自定义的图形用户界面直接操纵。易于使用的图形用户界面,可同时及持续控制流的速度和激光功率。该接口还提供了探测器功率的直接反馈。 
    系统参数 
    1、系统联机能力:

     

    1. 能与科研级正置显微镜联用
    2. 能与激光显微拉曼光谱仪联用

    2、捕获与操纵能力: 
    新型纳米光镊系统NanoTweezer,采用世界先进的集成光波导和共振体技术,通过微芯片发出的激光捕获与操纵丛纳米至微米级的粒子??梢允迪侄嘀钟τ?,如操作远远小于传统的光学镊子的样品,并保持粒子结构不被破坏;实行新类型的实验和分析.
    2.1 粒子捕获操纵尺寸范围:10nm-5微米 
    2.2 操作对象涵盖了单个细胞、单个分子、病毒、核酸、纳米颗粒、碳纳米管和蛋白质 
    3、激光器: 
    3.1激光波长(Wavelength) :???? 1065nm
    3.2激光功率(Optical Power) :0—500 mW连续可调 
    3.3光纤接口:??? FC / APC SMPM
    3.4光电隔离(Optical Isolation) :? 33-38 dB
    4、显微镜流动池: 
    4.1最大压力:20psi (1psi=6.895kPa)
    4.2流动速度:80nl/min (min)–1000ml/hr (max)
    5、与显微拉曼光谱仪联用附件 
    5.1 光镊与拉曼光谱仪联链接适配器 
    5.2? OD6带阻滤光片(1064nm) 
    6、仪器尺寸: 
    8“(宽)X14”(长)x9“(高)

    (来源: 世联博研(北京)科技有限公司


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