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光現象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗

含電路板、散裝元器件、制作說明書等

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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會將自身攜帶的動量傳遞給微粒，對微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場分布不均勻導致的梯度力，梯度力將微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子與粒子相互作用導致的散射。針對不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠大于激光波長，可以采用幾何光學近似模型，光線在微粒經過折射反射，將動量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠小于激光波長，微粒在光場中被激發為偶極子，受到偶極子與強聚焦光場的相互作用力； 相關內容： 動手調節光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調制器的光鑷系統，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學微操縱中的應用、拓展光鑷與其他學科交叉的應用前景以及對光場偏振態、相位、振幅的聯合調制等等。 應用領域： 作為非侵入型的力學操控系統，光鑷可以應用于細胞生物學、氣溶膠科學、物理化學等交叉學科的基礎研究，包括細胞微環境的改變、形變拉伸、微粒力學參數的測量等等。將全息光鑷與圖像識別結合，可以做到自動捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學顯微鏡相結合，可以量化細胞、分子的動力學特性，在細胞生物學中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經過擴束后，直徑與空間光調制器有效區域的短邊直徑相等，擴束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調制器的入射角控制在在 5°以內。 經過空間光調制器反射的光經過由兩個傅里葉透鏡組成的縮束系統，該系統能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對于外圍光強較弱的高斯光束，利用此縮束系統將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經過縮束系統的激光經過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進入顯微物鏡，同時讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機采集到樣品像。空間光調制器位于第一個傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現期望的光場分布。   特點： 此方案采用的開普勒式縮束系統透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調制器上疊加閃耀光柵后，后續光學元件按照一級像排列，從而移去零級光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實時調整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調制器可供多種語言調用（labview、C、Python 等）；可編程實現不同數目、不同排列的光阱陣列；   配置標準：   序號 配置 規格 序號 配置 規格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長470nm 功率760mw 3 CMOS相機 1280*1024 60FPS 6 相機筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

化學與化工學院陸楊研究員課題組與中國科學技術大學俞書宏院士團隊以及華南理工大學楊顯珠教授課題組合作，以具有粘流態內核的mPEG-b-PHEP膠束作為納米載體，包載磁性納米立方體和具有腫瘤殺傷效果的中成藥有效成分大黃素，實現惡性腫瘤的核磁共振造影成像（MRI）引導的磁熱-化療聯合治療。該研究提供了一種有效增強磁熱治療效果的方案，相關成果以“Ferrimagnetic mPEG-b-PHEP copolymer micelles loaded with iron oxide nanocubes and emodin for enhanced magnetic hyperthermia-chemotherapy”為題發表在《國家科學評論》（National Science Review 2020, 7, 723-736）期刊上，論文的共同第一作者是化學與化工學院博士生宋永紅和華南理工大學博士生李冬冬。磁熱療是指通過將磁性介質遞送到目標病灶區域，在交變磁場中磁性介質產生的局部高熱可以迅速殺死腫瘤細胞。由于磁熱療具備非侵入性以及無治療穿透深度限制等優勢，已經在深層腫瘤的臨床治療展現出潛力。但是臨床中使用的磁性材料熱轉換效率低，為達到足夠的腫瘤殺傷效果需要高劑量的磁性介質。此外，基于磁性納米材料的磁致發熱的加熱速度一般較慢，限制了基于磁熱響應的藥物釋放。針對上述難題，該科研團隊制備的鐵磁性納米膠束的飽和磁化強度是目前商業化造影劑的2倍。在交變磁場的作用下，該鐵磁性納米膠束能夠產生高熱，其熱轉化效率遠高于臨床上使用的磁性納米材料。同時，在磁熱刺激下，化療藥物大黃素可以從膠束的粘流態PHEP內核迅速釋放，其釋放速度顯著優于傳統的聚乳酸為內核的膠束(非粘流態)。因此，在外磁場的引導下，該磁性納米載體能夠高效地靶向到腫瘤部位，促進腫瘤細胞的攝取；進而在交變磁場的刺激下，該磁性納米膠束能夠通過磁熱與化療協同，在極低的劑量即可顯著殺傷腫瘤細胞。鐵磁性載藥膠束的制備及其磁熱療與化療協同的示意圖該研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計劃、廣東省生物醫學工程重點實驗室開放基金、中央高校基本科研業務費專項資金、安徽省自然科學基金、合肥大科學中心卓越用戶基金等項目的資助。論文鏈接：https://academic.oup.com/nsr/article/7/4/723/5708950

本發明公開了一種在光強分布不均勻環境下的融合光流和SIFT特征點匹配的低動態載體速度計算方法，通過安裝在移動載體上的車載攝像機采集載體的動態圖像，采用金字塔Lucas?Kanade光流和SIFT特征點匹配兩種算法分別檢測出當前幀和下一幀圖像中的特征點并對其進行匹配，然后根據匹配成功的若干對特征點所對應的像素位移計算出在載體坐標系下的速度V光流、VSIFT，并將兩者的差值ΔV以及加速度差值Δa輸入到改進的自適應卡爾曼濾波器,對光流法計算得到的載體速度VSIFT進行直接校正。通過本發明求取速度精度高和求

本發明涉及磁遺傳學領域。具體而言，本發明涉及響應于外部磁刺激的磁感應受體(magnetoreceptor)，和調節神經元活動、擾動生物過程和治療疾病的非侵入性方法。本發明提供了調節細胞活性的非侵入性方法，其包括將MAR基因遞送至所述細胞中的步驟并向所述細胞施加磁刺激的步驟。本發明還提供了磁遺傳學用于治療疾病的醫療用途。

本發明公開了一種曲面自適應磁吸附裝置。其電機的外殼與支架固定連接；電機的輸出軸與第一磁輪和第二磁輪固定連接，使得電機能夠同時驅動第一磁輪和第二磁輪同軸轉動；第一磁塊、第二磁塊和第三磁塊與支架固定連接，第一磁輪和第二磁輪位于第一磁塊和第二磁塊之間，第三磁塊位于第一磁輪和第二磁輪之間；所述曲面自適應磁吸附裝置在使用時，第一磁輪和第二磁輪的輪面與壁面直接接觸，而第一磁塊、第二磁塊和第三磁塊與壁面間存在間隙。本發明所述吸附裝置在不同曲率壁面運動時，第一磁輪、第二磁輪、第一磁塊、第二磁塊和第三磁塊與壁面之間的吸附力的變化量互補，總吸附力能保持在一個較小的范圍內變化，具有良好的曲面自適應能力。