液滴微透镜混合溶液、液滴微透镜阵列制备方法、形变方法、成像方法、信号增强方法技术

本发明专利技术公开一种液滴微透镜混合溶液、液滴微透镜阵列制备方法、形变方法、成像方法、信号增强方法，包括室温下按照体积比1:9将不与水相溶的液滴溶液滴入去离子水中，获得预溶液；将预溶液放置在超声震荡机中，以20~80KHz的频率震荡2~10min，将震荡后的溶液取出，即获得具有液滴微透镜的混合溶液。本发明专利技术制备方法所用材料少、流程简单、时间短，所制备出的液滴微透镜可根据需要灵活制作出液滴微透镜阵列、进行可控拉伸变形、进行多种实验样品的亚波长成像和荧光信号的增强。

Droplet microlens mixed solution, droplet microlens array preparation method, deformation method, imaging method, signal enhancement method

【技术实现步骤摘要】
液滴微透镜混合溶液、液滴微透镜阵列制备方法、形变方法、成像方法、信号增强方法
本专利技术属于光学
，涉及液滴微透镜混合溶液、液滴微透镜阵列制备方法、形变方法、成像方法、信号增强方法。
技术介绍
在微透镜技术中，介质微球因其具有特殊的光学特性而广泛的应用于生物光子学与光化学领域。传统的单个介质微球作为微透镜在直接使用时存在移动能力受限并且视场较小的缺点，由此，将介质微球嵌入弹性体中的微透镜阵列薄膜被提出来用于与提高工作效率，但该方法对于特殊目标样品的探测缺少灵活性。并且现有用于球状微透镜的介质微球多为二氧化硅、二氧化钛或钛酸钡等固体材料，这些固体材料的形状固定不变，由此所获得的光线聚焦特性单一，并且这些固体介质微球现所用的制备方法多为化学方法，流程较复杂。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供一种液滴微透镜混合溶液的制备方法，该制备方法所用材料少、流程简单、时间短，所制备出的液滴微透镜可根据需要灵活制作出液滴微透镜阵列、进行可控拉伸变形、进行多种实验样品的亚波长成像和荧光信号的增强。本专利技术所采用的技术方案是，一种液滴微透镜混合溶液的制备方法，按照如下步骤进行：步骤S1.1：室温下按照体积比1:9将不与水相溶的液滴溶液滴入去离子水中，获得由液滴溶液与水溶液组成的预溶液；步骤S1.2：将步骤S1.1所制备的预溶液放置在超声震荡机中，以20~80KHz的频率震荡2~10min，使液滴溶液在去离子水中形成分散的小液滴；步骤S1.3：将震荡后的溶液取出，即获得具有液滴微透镜的混合溶液。进一步的，所述液滴溶液为1-溴代萘或聚苯醚或香柏油中任意一种。一种液滴微透镜阵列的制备方法，按照如下步骤进行：步骤S2.1：将载玻片放置在高速多光阱纳米光镊系统的载物架上，并将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至载玻片上；步骤S2.2：调整捕获激光功率至0.05mW~0.6mW，放置一个由捕获激光束形成的光势阱，并将光势阱移动至靠近目标液滴微透镜，在光力的作用下，液滴微透镜被捕获至光势阱中心并随之移动；步骤S2.3：重复步骤S2.2操作，捕获一定数量的液滴微透镜，并将其排列为有序的一维阵列，即可获得液滴微透镜阵列。一种液滴微透镜可控形变的方法，按照如下步骤进行：步骤S3.1：将两根拉锥光纤的锥部相对固定于光纤调节架上；步骤S3.2：将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至载玻片上，再将载玻片放置于载物台上，通过光纤调节架将两个拉锥光纤的尖锥引入至液滴微透镜溶液中；步骤S3.3：通过光纤调节架调节两个拉锥光纤的尖锥位置，使其对准目标液滴微透镜两侧，再缓慢触碰液滴微透镜，以构成连接；步骤S3.4：通过光纤调节架调节两个拉锥光纤尖锥的相对距离，实现液滴微透镜可控形变。进一步的，步骤S3.1中所述拉锥光纤直径为1μm、锥角长度为10μm、锥度为40°。进一步的，步骤S3.4中所述两根拉锥光纤尖锥的相对距离大于液滴微透镜直径的1/2。一种液滴微透镜进行样品成像的方法，按照如下步骤进行：步骤S4.1：将目标观察样品放置在光学显微镜的载物台上，并将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至目标观察样品表面；步骤S4.2：调节光学显微镜的焦距，将观察焦面调节至液滴微透镜成像清晰处，即可看到样品成像。一种液滴微透镜进行样品信号增强的方法，按照如下步骤进行：步骤S5.1：将目标观察样品放置在高速多光阱纳米光镊系统的载物台上，并将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至目标观察样品表面；步骤S5.2：利用光势阱捕获单个液滴微透镜，并将其移动至目标观察样品表面的目标探测点上方，通过调节液滴微透镜与目标探测点的相对位置，来获得最大的样品信号。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术利用液体材料制备液滴微透镜混合溶液的方法，所用材料少、流程简单、时间短，避免了复杂的化学制备工艺。2、本专利技术制备出的液滴微透镜具有较宽的直径范围，便于实验选择，并且基于液体材料的特性，液滴微透镜能够在简易实验装置的帮助下实现特定方向上的可控均匀拉伸，实现对光束的不同调制效果。3、本专利技术制备出的液滴微透镜具有可见光波段透明、化学惰性的特点，可在实验中作为辅助微透镜使用。4、本专利技术制备出的液滴微透镜，能够与光镊系统相结合，可根据需要灵活制作出液滴微透镜阵列来提高实验效率。5、本专利技术制备出的液滴微透镜，可用于多种实验样品的亚波长成像和荧光信号的增强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例在不同震荡时间和震荡频率下制备得到的液滴微透镜直径分布图。图2是本专利技术实施例液滴微透镜的明场光学形貌图。图3是本专利技术实施例液滴微透镜（采用1-溴代萘）在300至900nm波长范围的透射光谱图。图4是本专利技术实施例液滴微透镜在光镊系统的辅助操作下构建的液滴微透镜阵列图；其中，图4-a为大小均一的3×3液滴微透镜阵列图；图4-b与图4-c为由大到小排列的4×7液滴微透镜阵列的移动前后实验图。图5是本专利技术实施例液滴微透镜进行可控形变的实验装置图；其中，1.光纤调节架，2.拉锥光纤，3.载物台，4.移动平台，5.物镜，6.电荷耦合器件，7.电脑。图6是本专利技术实施例液滴微透镜不同形变状态下的光束收集情况图；其中，图6-a为液滴微透镜不同形变状态下的光束收集的实验图；图6-b为相应的实验模拟图；图6-c为实验结果与模拟结果的统计对比图。图7是本专利技术实施例利用液滴微透镜实现亚波长成像实验图；其中，图7-a为液滴微透镜实现亚波长成像的实验原理图；图7-b光栅结构的扫描电子显微镜图；图7-c为直径为80nm的聚苯乙烯微球的多层结构样品的扫描电子显微镜图；图7-d为通过液滴微透镜对光栅结构样品成像实验图；图7-e为通过液滴微透镜对微球多层结构成像实验图。图8是本专利技术实施例利用液滴微透镜实现信号增强的实验图；其中，图8-a为明场下，目标探测对象以及实验所用到的液滴微透镜的形貌图；图8-b为暗场条件下获得的原始荧光信号图以及分别通过液滴微透镜增强信号后获得的荧光信号图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例液滴微透镜混合溶液的制备方法，按照如下步骤进行：步骤S1.1：室温下按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液滴微透镜混合溶液的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：/n步骤S1.1：室温下按照体积比1:9将不与水相溶的液滴溶液滴入去离子水中，获得由液滴溶液与水溶液组成的预溶液；/n步骤S1.2：将步骤S1.1所制备的预溶液放置在超声震荡机中，以20~80KHz的频率震荡2~10min，使液滴溶液在去离子水中形成分散的小液滴；/n步骤S1.3：将震荡后的溶液取出，即获得具有液滴微透镜的混合溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种液滴微透镜混合溶液的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
步骤S1.1：室温下按照体积比1:9将不与水相溶的液滴溶液滴入去离子水中，获得由液滴溶液与水溶液组成的预溶液；
步骤S1.2：将步骤S1.1所制备的预溶液放置在超声震荡机中，以20~80KHz的频率震荡2~10min，使液滴溶液在去离子水中形成分散的小液滴；
步骤S1.3：将震荡后的溶液取出，即获得具有液滴微透镜的混合溶液。


2.根据权利要求1所述一种液滴微透镜混合溶液的制备方法，其特征在于，所述液滴溶液为1-溴代萘或聚苯醚或香柏油中任意一种。


3.一种液滴微透镜阵列的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
步骤S2.1：将载玻片放置在高速多光阱纳米光镊系统的载物架上，并将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至载玻片上；
步骤S2.2：调整捕获激光功率至0.05mW~0.6mW，放置一个由捕获激光束形成的光势阱，并将光势阱移动至靠近目标液滴微透镜，在光力的作用下，液滴微透镜被捕获至光势阱中心并随之移动；
步骤S2.3：重复步骤S2.2操作，捕获一定数量的液滴微透镜，并将其排列为有序的一维阵列，即可获得液滴微透镜阵列。


4.一种液滴微透镜可控形变的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
步骤S3.1：将两根拉锥光纤的锥部相对固定于光纤调节架上；
步骤S3.2：将步骤S1.3所制备的液滴微透镜混合溶液滴至载玻片上，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇超，张垚，陈熙熙，武田丽，龚智勇，宋婉莹，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44