基于表面等离激元光镊的新型纳米热源研究

针对纳米尺度热现象研究的需求,基于表面等离激元光镊对金纳米颗粒的动态操控能力,设计了一种实时、动态、可控的纳米热源。利用有限元法对光镊系统中金纳米颗粒的光热效应与表面等离激元电磁场强度的关系进行了模拟,阐明了由于表面等离激元和局域表面等离激元的耦合作用导致的电磁场能量聚集和增强,以及同时实现的金属纳米颗粒的光热效应;分析了在该光镊系统捕获金属颗粒过程中颗粒所产生的热效应,并由此得到了实时控制纳米热源热功率的方法。在理论研究的基础上设计实验并证实了该光镊系统中金纳米颗粒基于光热效应的加热能力。结合表面等离激元光镊系统对纳米热源的精确定位操控能力,该系统为纳米尺度热现象的研究提供了灵活而可靠的手段。

光学旋涡光场调控与应用

基于在光学旋涡领域的多年工作基础,分别介绍了:轨道角动量在大容量光通信中的创新应用,通过设计新型光学元器件,解决大批量轨道角动量并行独立探测的技术瓶颈;光学旋涡光束在普通光学显微镜结构下调控表面等离子激元,构建了新一代表面等离子激元显微术,该系统集超分辨宽场成像、超高灵敏度传感、超高增强拉曼光谱为一体,为生物活体细胞和分子的无标记、原位、多模式检测提供新的技术途径。

基于动态光镊技术的卵巢癌SKOV3细胞凋亡检测

化学疗法治疗癌症的主要机制是通过药物调控使无限增殖的癌细胞恢复到正常凋亡,因而实时检测用药过程中癌细胞的凋亡情况对于临床治疗具有重要意义。以卵巢癌SKOV3细胞作为研究对象,针对治疗药物(顺铂)不同浓度培养液的条件下,利用搭建的动态光镊系统在微流控芯片上通过测量捕获效率参数对四组细胞的凋亡情况分别进行检测。实验结果表明,该系统对不同药物浓度培养下SKOV3细胞凋亡情况的检测具有良好效果。与传统的检测手段相比,该系统细胞用量小、耗时短、无需标记、并可实现活体细胞检测,因此为细胞凋亡的临床检测提供了重要指导意义。