[发明专利]基于探针的双向电泳力光阱起支方法及装置与应用

权利要求书

1.一种基于探针的双向电泳力光阱起支方法，其特征在于，在真空或空气环境下，基于双向电泳力利用微尺度的探针使目标微粒脱离基板并捕获目标微粒；然后将带有目标微粒的探针移动至光阱上方，在目标微粒极性弛豫时间内在探针与光阱上方的电极板间施加反向电场，形成反向双向电泳力，使目标微粒从探针上脱附施；打开光阱，在光阱两侧的电极板间施加电场，调节目标微粒速度至光阱可捕获的速度并且位移至光阱的有效捕获范围内，使目标微粒被光阱捕获，之后关闭所有电场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的探针是阵列式的探针结构，从而实现多次粒子释放与光阱捕获。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的探针位置可移动。

4.一种采用根据权利要求1所述的方法的光阱起支装置，其特征在于，包括探针、探针基板、电源、光阱、下极板、位移调节器以及控制系统，探针基板的表面放置一个或多个目标微粒，探针基板设有一个中孔，电源用于控制探针与探针基板以及探针基板与下极板之间的电压，位移调节器用于调控探针与探针基板的相对位置；目标微粒被释放后经探针基板的中孔下落，被电极基板与下极板之间的电场调控速度，进入光阱的有效捕获区域后被光阱捕获，控制系统用于控制位移调节器，以及通过时序控制电源电压V1、V2、V3以及光阱的开启时间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的探针安装在位移调节器上。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的探针的表面镀有一层绝缘层，避免探针系统短路。

7.一种根据权利要求4所述的装置的应用方法，其特征在于，

目标微粒选用直径为5μm的二氧化硅微球，真空度范围为10^-2-10^-6mbar，电压V1设置为0-5V，电压V2设置为-400V- -1000V，电压V1与电压V2的切换时间小于0.1ms，电压V2的脉冲宽度为1-10ms，电压V3设置为0-10V；光阱由1064nm波长激光器出射的聚焦光束形成；

1）在t₀=0时刻，打开电压V1，在探针与样品基板间施加电压V1，使探针捕获目标微粒；

2）将探针移动到光阱的正上方，调节位移调节器，使待释放目标微粒位于光阱正上方；

3）打开光阱，在探针基板与光阱下方电极板间施加电压V3；

4）在时间t1内，将探针与探针基板间的电压快速由V1切换至V2，并持续时间t2，微粒从探针脱附，在探针基板与光阱下方电极板间电压V3作用下，目标微粒减速运动；

5）目标微粒再经过时间t3后进入光阱的有效捕获区域，光阱捕获微粒，关闭电源。