1 / 46

從光鉗到生醫 From Optical Tweezers To Biomedical Application

從光鉗到生醫 From Optical Tweezers To Biomedical Application. 輔仁大學物理系 陳慧琪. 個人簡歷. 高一修習生物低空掠過，高二後第二類組 中原大學物理系學士 中央大學光電科學研究所博士 萬能、青雲科技大學兼任講師 蒲朗克公司兼任研發工程師 陽明大學博士後研究 輔大物理系助理教授. 合作研究群. 輔仁大學 生科系 呂誌翼教授 物理系 梁君致教授、林更青教授 化學系 楊恩哲教授 中央光電所 鄭益祥教授 師大光電所 鄭超仁所長. 3. 大綱.

rogan-rich
Download Presentation

從光鉗到生醫 From Optical Tweezers To Biomedical Application

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 從光鉗到生醫From Optical TweezersToBiomedical Application 輔仁大學物理系 陳慧琪

  2. 個人簡歷 • 高一修習生物低空掠過，高二後第二類組 • 中原大學物理系學士 • 中央大學光電科學研究所博士 萬能、青雲科技大學兼任講師 蒲朗克公司兼任研發工程師 • 陽明大學博士後研究 • 輔大物理系助理教授

  3. 合作研究群 輔仁大學 生科系 呂誌翼教授 物理系 梁君致教授、林更青教授 化學系 楊恩哲教授 中央光電所 鄭益祥教授 師大光電所 鄭超仁所長 3

  4. 大綱 光鉗及光學操控簡介 光鉗在生醫上的應用 全像光鉗及其在生醫上的應用 拉曼光鉗及其在生醫上的應用

  5. Acceleration & Trapping of Particles By Radiation Pressure, A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 1970, p156 光壓 雷射 光束 樣本溶液槽

  6. Optical Fiber 光纖 2009 Nobel Prize 高錕

  7. Trapping force and microsphere motion in the fiber-optic trapH. C. Chen, Y. T. Chen, Y. J. Chang, A. Chiou, CLEO 2005 光纖光束操控微粒 7 7

  8. Acceleration and Trapping of Particles by Radiation Pressure, A. Ashkin Phys. Rev. Lett. 24, 156, 1970 Dual beam trapping 雙光束光鉗 Laser Beam 1 Laser Beam 2

  9. Optical Levitation By Radiation Pressure A. Ashkin, J. M. Dziedzic, Appl. Phys. Lett. Vol. 19, #8, 283,1971 光學漂浮 Optical force 光學力 Gravitational Force 重力 9

  10. Single beam trapping 單光束鉗住 A revolution in optical manipulation, D. G. Grier, Nature, 810, 2003 Observation of a Single-Beam Gradient Force Optical Trap for Dielectric Particles A. Ashkin, et al, Opt. Lett. V11, 288, 1986 Laser Beam High NA

  11. Ray Optics Model (R>λ)幾何光學模型 Laser beam ai at ar ar+at ai ∆P n1 n2 n2>n1 ∑F 光鉗作用力原理 Objective 11

  12. Optical Force Microscopy 光子力顯微鏡 E. Stelzer

  13. Optical tweezers system 光鉗系統 100倍 高度聚焦 顯微物鏡 紅外光雷射 綠光雷射 13

  14. 2μm Optical manipulation光學操控

  15. Rotational control within optical tweezers by useof a rotating apertureAnna T. O’Neil and Miles J. PadgettOptics Letter 2002 Bio- ~ Stick-like cell manipulation

  16. 光鉗在生醫上的應用(1)

  17. 圓柱形物體在光鉗下的運動 E-coli 大腸桿菌 1μm 在光鉗下的E-coli

  18. 光鉗在生醫上的應用(2) 紅血球 RBC

  19. 單分子操控在生醫中的應用 Michelle D WangAnalytical biotechnology Combined optical trapping and single-molecule fluorescenceM. J. Lang, et.al. J. Biology, 2003, 2: 6. M. D. Wang, Science 1998 , p902

  20. The Optical Stretcher光學延伸器, 2000細胞膜彈性量測

  21. Single Fiber Trapping R. S. Taylor and C. Hnatovsky, Canada, 2003

  22. 光鉗在生醫上的應用(1) • 適當的選擇波長，不傷害生物樣品 • 單一細胞或微生物偵測

  23. 雷射波長選擇 綠光雷射鉗住紅血球

  24. 光子與物質的交互作用 光子入射被吸收 自發放射，物質放射出光子 激發放射，物質吸收光子，放射出2個一樣的光子

  25. Holographic tweezers 全像光鉗

  26. 電腦全像光鉗-多微粒操控 2004魏名佐，楊坤達，張耀仁，陳慧琪，邱爾德 國立陽明大學生醫光電所林政宏 國立台灣大學光電所;何恭璿 工業技術研究院光電所 45mW, particle~2.58μm 5μm/s 反射式 液晶顯示器

  27. THE SMALLEST STRIP THE WILLOW IN THE WORLD! Work of M. Padgett, Glasgow Uni, UK 3-D 操控

  28. Real-time three-dimensional optical micromanipulation of multiple particles and living cellsP. J. Rodrigo, V. R. Daria, J. GlückstadOpt. Lett. 2004, p2270.

  29. Pattern formation(1)

  30. Pattern formation(2) 光子晶體製作

  31. 奈米製造 100nm

  32. 微流道應用 Lab on the Chip

  33. 引導神經再生,2009, DJ Carnegie

  34. 奈米粒子簇 溶液 生物 細胞 奈米粒子與生物細胞間的交互作用

  35. Optical Vortex 光學漩渦

  36. 光學漩渦操控 奈米氧化鐵簇,2010

  37. Raman tweezers拉曼光鉗

  38. Laser tweezers Raman spectrum LTRS system 拉曼光鉗系統 Laser L CCD Spectrometer 光譜儀 IF M DM1 DM2 or BS M L 高倍率高度聚焦 顯微物鏡 L CCD LED M 38

  39. 光子與物質的交互作用 光子入射被吸收 自發放射，物質放射出光子 激發放射，物質吸收光子，放射出2個一樣的光子

  40. v=2 無輻射躍遷 v=1 v=0 v=1 h ∆ν v=0 基態 Stokes Raman scattering Anti-Stokes Raman scattering Rayleigh scattering Fluorescence 螢光 Raman scattering 拉曼散射 ν – ∆ν 振動能階 ν ν ν + ∆ν ∆E = h ∆ν, ∆ν: Raman shift(cm-1) Wavenumber :cm-1 40

  41. Raman spectroscopy in astrobiology, S. E. Jorge, 2006 拉曼光譜在太空生物學的應用 41

  42. Thermosynechococcus elongatus高溫藍綠藻菌 42

  43. 單一活體高溫藍綠藻菌(TA01)拉曼光譜 β-carotene ν(C=C) 1519 ν(C–C) 1156 δ(C-CH3) 1189 1003 1265 1210 964 953 873 Resonance 514.5nm laser power:10mW acquisition time:90s 43 43

  44. oil-producing microalgal cells產油微生物 不飽和指防酸: EHA, DHA…. 飽和脂肪酸 44

  45. 單一活體產油微生物拉曼光譜 514.5nm laser 45

  46. Thanks for your attention

More Related