测量设置
• 测试颗粒:二氧化硅,直径2.5微米
• 实验介质:水
• 力的产生:压电位移台-等速往复运动:频率1 Hz,振幅22μm,
• 数据采集频率:200 fps。
图1. 多点测力快照(可记录视频)
测量方法
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将5个测试粒子放置在目标位置,并用不同强度的Tweez光阱捕获,
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光阱的刚度系数通过测量粒子布朗运动来确定(样本大小:10-20 k帧对应于1-2分钟的测量时间),
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通过启动Tweez跟踪过程进行测量,
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实时提供低采样率测量结果预览,以保证对测量过程的控制(即可能的漂移、不必要的物体干扰-细菌等)
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停止跟踪过程后,即可获得全采样率测量结果(无需视频录制和后处理),
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测量数据集保存在格式化文本文件中,可由任何商用数据分析软件包(MathLabTM、OriginTM等)进行分析。
图2a. 典型数据集:被不同类型陷阱捕获的粒子的跟踪位置相对强度(见图例)
图2b. 捕捉关闭时粒子的跟踪位置-粒子随流体移动(压电位移台)
测量结果
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光阱弹簧常数(通过测量布朗运动获得)-图3a
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计算力-图3b,
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测量和数据分析时间:约30分钟(不包括样品制备)
图3a. 光阱刚度系数与激光相对强度-同时测量图1所示的5个光阱,并通过Tweez-Brownian势能图工具计算。
图3b. 作用于不同激光强度光阱捕获的粒子的力(轨迹TT2–TT4每行数据逐次上移3pN)。对等速(三角形)波形的响应为方形波形(速度相关粘性阻力)。对应于流体流中5个捕获(静止)颗粒的同时测量(约45μm/s),所有波形显示振幅约为1pN。
注:信噪比随激光强度的增加而降低是检测噪声的结果,在选择最佳信噪比和光阱刚度系数线性(相对于粒子位移)之间的激光强度时需要做出权衡。
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