[发明专利]一种单分子力学测试的高效实现方法

摘要

本发明涉及一种单分子力学测试的高效实现方法，包括下列步骤：通过促动器使得样品池相对光阱发生移动，捕获微球；实时处理从而监视双光阱，直到双光阱内均为单个微球；停止促动器运行，然后控制位移台带动样品池以一定频率和振幅在水平方向上做简谐运动；单分子力学测试与数据保存：当监测到双光阱内不均为单球时，若出现多球情况，则通过控制挡板关闭后再打开，释放该光阱内的微球，随后通过控制压电陶瓷反射镜PM的转动从而使可动光阱移动到复位位置；若出现无球情况，则可动光阱直接移动到复位位置。

主权项

1.一种单分子力学测试的高效实现方法，对光镊系统的改进如下：①压电陶瓷反射镜PM的转动可由上位机进行精确控制；上位机通过控制PM反射镜的转动，改变激光反射后的角度，从而精确控制其中一个光阱的移动；②样品池的水平对称轴处放置促动器X，促动器X与样品池的左侧接触，带动样品池沿水平方向移动；样品池的竖直对称轴处放置促动器Y，促动器Y与样品池的上侧接触，带动样品池沿竖直方向移动；③设置在光路的不同位置处的挡板均设置有开关，上位机通过通信控制系统控制三个挡板的打开和闭合。所述的高效实现方法包括下列步骤：步骤1：通过促动器使得样品池相对光阱发生移动，从而寻找微球，当有微球出现在光阱周围时，就会被光阱捕获；步骤2：上位机通过对相机的显微图像指定区域进行实时处理从而监视双光阱，直到双光阱内均为单个微球；步骤3：停止促动器运行，然后控制位移台带动样品池以一定频率和振幅在水平方向上做简谐运动，采集此过程中四象限探测器产生的电压信号，对该信号进行傅里叶变换等方式分析处理后得到光阱刚度与四象限探测器灵敏度参数；步骤4：单分子力学测试与数据保存：①，通过控制压电陶瓷反射镜PM转动，改变该路激光的反射反向，从而控制可动光阱带动其捕获的微球移动到碰撞位置；②，通过控制可动光阱带动其内捕获的微球水平移动使得令双光阱微球接触碰撞若干次，然后可动光阱带动其内捕获的微球移动到拉伸起始处；③，可动光阱从拉伸起始处开始继续移动指定拉伸长度的距离，随后再返回拉伸起始处，从四象限探测器中获取该过程的电压信号的变化情况，并对该过程中的信号进行分析与处理，完成一次对生物单分子的力学测试；④，根据③中的数据处理结果，若两微球之间成功粘连单分子，则③过程中电压信号的方差会大于某个设定阈值，此时保存该次力学测试数据并返回③；否则，返回①；步骤5：重复步骤1～步骤4，在步骤3与步骤4的任意时刻，当监测到双光阱内不均为单球时，若出现多球情况，则通过控制挡板关闭后再打开，释放该光阱内的微球，随后通过控制压电陶瓷反射镜PM的转动从而使可动光阱移动到复位位置；若出现无球情况，则可动光阱直接移动到复位位置；随后返回步骤①。