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Tweez250si 光學鑷子(optical tweezers)

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歐洲一家年輕的高科技公司Aresis在發展Tweez200si光學鑷子的領域中已經擁有超過10年的經驗。Tweez200si擁有非常緊湊的設計使得其具有超凡的穩定性和準確性,它含有一個非常穩定的由聲光偏轉器(AOD)定向和控制的激光器,通過該技術可以產生大約200個以上的光學勢阱,同時捕獲200個目標分子或者粒子,并且勢阱的轉換速度可以達到100KHz,以確保每個被捕獲的離子處于近乎固定的狀態。

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光學鑷子(optical tweezers)

技術特點:

工作原理:

  • 緊湊的設計大大節省了光學實驗室的空間
  • *的性能
  • 兼容各種標準的光學顯微鏡技術
  • 極低的維護成本和自我監控

*的技術優勢:

☆   通過聲光偏轉裝置(AOD)控制光學陷阱。這可以生成大量的陷阱可獨立控制。

  • 專有的AOD線性化算法保證了整個工作區域相對激光強度的恒定作用力
  • 靈活安裝配置和易于使用:不像任何其他系統,Aresis的Tweez200si系統可以輕松地安裝和設置,在會議或客戶實驗室,1 - 2小時即可完成安裝配置。

 光學鑷子Tweez200si介紹:

光學鑷子zui早是被Ashkin1970年報道的,Ashkin*個描述了小粒子是如何被高度聚焦的激光束捕捉到,并能夠在3-D空間進行可控式移動。但是,現代的光學鑷子通常安裝起來非常復雜,而且需要專家來操作。zui近幾年商業化的光學鑷子開始成功上市,但是很難操作,需要定期的維護和校準,離快捷使用還很遙遠。

歐洲一家年輕的高科技公司Aresis在發展Tweez200si光學鑷子的領域中已經擁有超過10年的經驗。Tweez200si擁有非常緊湊的設計使得其具有超凡的穩定性和準確性,它含有一個非常穩定的由聲光偏轉器(AOD)定向和控制的激光器,通過該技術可以產生大約200個以上的光學勢阱,同時捕獲200個目標分子或者粒子并且勢阱的轉換速度可以達到100KHz,以確保每個被捕獲的離子處于近乎固定的狀態。安裝使用方便快捷,使得該技術成功地被歐洲多所大學和研究所引進使用。近幾年相關技術發表多篇文章,包括Science和Nature等*期刊。

光學鑷子Tweez200si的應用:

光學鑷子技術的應用方向正在迅速擴大到很多不同的領域,如:

< >分子相互作用,如分子、細胞、納米顆粒力的測量< 100 pN操縱微小粒子       因此可以在物理、化學、生物及材料的研究中發揮作用。

 

目前我們的產品已經有以下用戶:

² 盧布爾雅那大學,斯洛文尼亞,

² 斯圖加特大學的II. Physikalisches所,德國

² 蘇黎世聯邦理工學院IQE Nichtlineare Optik所,瑞士

² 牛津大學, 英國

² 卡爾斯魯厄大學,德國

² 馬克斯普朗克研究所,德國

² 米蘭大學,意大利

² Josef Stefan研究所,斯洛文尼亞

視頻:脂肪細胞內的油滴的操控

發表的文獻

發表的文獻

發表的文獻

       science-2011

     science-2006

         Nature

 

       

光學鑷子的應用
       光學鑷子捕獲的粒子在幾十納米到幾十微米,在這個尺度上,它提供了一種對宏觀現象的微觀機理的研究手段,特別是為研究對象從生物細胞到大分子的納米生物學,提供了活體研究條件,比如激光光學鑷子易于操縱細胞,可有效分離各種細胞器,并在基本不影響環境的情況下對捕獲物進行無損活體操作。通過捕獲和分離細胞,可了解細胞的諸多特性,如細胞間的粘附力、細胞膜彈性、細胞的應變能力及細胞的生理過程等,從而研究細胞的真實生理過程。
  捕獲和牽引微粒——捕獲微粒是光學鑷子zui基本的功能,光學鑷子在理論上可穩定捕獲直徑為幾十納米的粒子,而且目前微米量級的商品光學鑷子裝置已經問世。但納米量級光學鑷子裝置比較復雜,涉及多路耦合、納米精度操作及高分辯率圖像處理等*,目前還處于實驗階段。微粒一旦被光學鑷子捕獲,光束移動,微粒就會跟著移動。當光束移動速度在微粒的力學響應范圍之內時,微粒也會隨光束移動,移動速度一般在每秒數十微米以下。利用光學鑷子技術研究玻色-愛因斯坦凝聚物,可將其輸運至較以往更遠的距離。zui近因玻色-愛因斯坦凝聚物的研究成果而榮獲諾貝爾物理學獎的沃爾夫岡·克特勒教授及其在麻省理工學院的同事,用波長為1064納米的激光將凝聚物移動了近半米,而過去通常采用的磁學方法,只能將凝聚物移動很短的距離。
  研究細胞的應變能力——細胞內部的應變能力在通常情況下很難用顯微鏡觀察。而光學鑷子可對活體細胞進行非侵入微觀操縱,能夠誘導細胞產生應變。例如光學鑷子發出的近紅外連續激光可誘導線蟲發生應變,而且在不同激勵條件下,線蟲的應變各不相同。科學家研究了紅細胞的運動,發現紅細胞的自轉及其轉速與光學鑷子激光源的能量呈線性遞增關系,而含原蟲的血樣卻未發現細胞的旋轉或轉速有所降低,有人在室溫下磷酸鹽緩沖液中紅細胞的離解過程之后,闡述了非常態條件下細胞的離解機理。
  測量紅細胞膜的彈性——紅細胞膜彈性是血液的生理功能指標,在測量紅細胞膜彈性的技術中,雙光學鑷子法是zui為直接、準確的方法。我國科技工作者利用方法設備相對簡單、易于實現的單光學鑷子法測量了正常紅細胞和經不同濃度氧化苯砷處理的紅細胞的膜彈性。結果顯示,濃度與膜彈性間有明顯線性關系,這與雙光學鑷子法的測量結果*,從而證實了這種新方法的可行性和靈敏性。斯奧博達等科研人員將小球附著于血紅細胞膜上一點,將這一點從樣品池表面拉起,并用中性清潔劑灌注樣品池,在溶解該點的脂質膜后,活躍的血紅蛋白骨架露了出來,斯奧博達等就在沒有復雜表面反應的情況下研究其特性。還有人把小球附著于細胞表面后,用光學鑷子向外拉小球,使細胞膜突出細的尖足,這種方法用于研究細胞骨架元的重構,為艱難的細胞骨架研究打開了一道希望之門。
  促進細胞融合——把光學鑷子同激光微束(光刀)耦聯起來,可實現激光誘導細胞融合。有人用此法研究了精子的游動,并對細胞有絲分裂中后期的染色體進行切割,深入研究了染色體的運動、分布和細胞內應力的作用及某些微重力效應,實現了染色體的精細切割、高效收集和植物原生質的融合。利用光學鑷子捕獲特定精子后,通過光穿孔送到卵周隙協助授精,結果證明紫外激光微束和光學鑷子捕獲結合可成功進行顯微授精,為解決這一醫學難題帶來了曙光。當前的轉基因技術就是利用光學鑷子和光刀將DNA導入細胞而實現基因轉移,這種方法可節約大量資源、縮短轉基因時間、提高成功率。
  對生物分子進行精細操作——由于光學鑷子徑向尺寸很小,產生的勢阱深度與布朗運動的能量相近,所以難以直接捕獲長鏈大分子。日本學者使用雙光學鑷子法成功實現了基因分子的扭轉、打結;我國科研工作者則用光學鑷子解開了DNA的分子纏繞,深入研究了生物大分子的折疊構像,此法有望解開遺傳物質同細胞骨架的纏繞。這些都為細胞內蛋白纖維相互作用等分子力學的研究開辟了新途徑。

 

關于光學鑷子的應用的詳細舉例:多光阱捕獲技術與細胞力的測量 /products2.aspx?id=277


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