臺灣博碩士論文加值系統

本研究分別採用兩種不同尺寸之圓錐體光纖微透鏡組成光纖微透鏡系統，進行光捕捉乾酪乳桿菌(LCR35)及聚苯乙烯微米級小球，並分析及研究系統最佳化為目的。其中，LCR35菌株由單一菌種的阿德比益生菌膠囊中取得。本研究分為三個階段：第一階段先使用濕式化學蝕刻法研製兩種不同尺寸之光纖微透鏡，並分別搭配低成本之650 nm紅光雷射做為光鑷夾系統光源。第二階段分別使用前述2支不同尺寸光纖微透鏡組成光鑷夾系統，光捕捉LCR35菌株及聚苯乙烯微米級小球。LCR35菌株之樣本直徑大小介於10 μm至30 μm之間：因樣本皆置於水中，有吸水的現象成球狀。另外，挑選直徑為5 μm、10 μm及15 μm的聚苯乙烯微米級小球做為樣本。第三階段為數據分析，由實驗結果得知，當光鑷夾系統之捕捉功率、工作傾角、工作距離、圓錐體光纖微透鏡之直徑、錐角角度、緩衝溶液分別為 15 mW、40˚、13 μm、14 μm、110˚及DI water時，此光鑷夾系統可得最佳之補捉效率。

In this study, two cone-shaped optical fiber microlenses of different sizes are used to sequentially build fiber-based optial tweezers to optically trap Lactobacillus casei Variety rhamnosus (LCR35) and polystyrene microspheres. Our goal is to optimize the optical trapping system for biomedical applications. The Lactobacillus casei Variety rhamnosus (LCR35) is obtained from the Antibiophilus capsules. The research methodology has three phases: namely, Phase 1: Two fiber microlenses of different sizes are sequentially fabricated by wet chemical etching. A low-cost 650 nm red laser is used as a light source of the tweezer system. Phase 2: The resultant optical tweezer system is used to optically trap the strain LCR35 and polystyrene microspheres. The diameter of the LCR35 strain samples ranges from 10 μm, to 30 μm; the samples are placed in water and so they are in spherical shape. The polystyrene microspheres with dimeters of 5 μm, 10 μm and 15 μm are chosen as samples of interest. Phase 3: Data analysis, the experimental results show that the optimum trapping efficiency is reached when the trapping power, inclination angle, working distance, cone-shaped optical fiber microlenses diameter, cone angle of the optical tweezers system are 15 mW, 40˚, 13 μm, 14 μm, 110 ˚ respectively. In this case, the buffer solution is DI water.

中文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XII
第1章 光鑷夾緒論 1
1.1 光鑷夾重要發展史 1
1.2 光鑷夾生醫應用 5
1.3 本實驗室光鑷夾研究成果 14
1.4 研究動機 38
1.5 論文架構 39
第2章 光鑷夾研究方法 40
2.1 研究架構 41
2.2 光捕捉原理 45
2.2.1 工作距離計算 52
2.2.2 逃脫速度量測 53
2.2.3 捕捉力與捕捉效率測定 54
2.2.4 光纖微透鏡內部模態數 55
2.3 光纖式光鑷夾系統 56
2.4 光纖微透鏡製程 63
2.4.1 濕式化學蝕刻法 66
2.4.2 圓錐體光纖微透鏡 67
2.4.3 光纖微透鏡製程設備 68
第3章 光纖式光鑷夾捕捉實驗結果 73
3.1 具備直徑14 μm光纖微透鏡之光鑷夾捕捉乾酪乳桿菌 73
3.1.1 直徑10 μm樣本之光捕捉結果 76
3.1.2 直徑15 μm樣本之光捕捉結果 77
3.1.3 直徑20 μm樣本之光捕捉結果 78
3.1.4 直徑25 μm樣本之光捕捉結果 79
3.1.5 直徑29 μm樣本之光捕捉結果 80
3.2 具備直徑16 μm光纖微透鏡之光鑷夾捕捉乾酪乳桿菌 81
3.2.1 直徑10 μm樣本之光捕捉結果 83
3.2.2 直徑15 μm樣本之光捕捉結果 84
3.2.3 直徑20 μm樣本之光捕捉結果 85
3.2.4 直徑25 μm樣本之光捕捉結果 86
3.2.5 直徑30 μm樣本之光捕捉結果 87
3.3 具備直徑14 μm光纖微透鏡之光鑷夾捕捉聚苯乙烯微米級小球 88
3.3.1 直徑5 μm樣本之光捕捉結果 90
3.3.2 直徑10 μm樣本之光捕捉結果 91
3.3.3 直徑15 μm樣本之光捕捉結果 92
3.4 具備直徑16 μm光纖微透鏡之光鑷夾捕捉聚苯乙烯微米級小球 93
3.4.1 直徑5 μm樣本之光捕捉結果 94
3.4.2 直徑10 μm樣本之光捕捉結果 95
3.4.3 直徑15 μm樣本之光捕捉結果 96
3.5 實驗結果分析與比較 97
第4章 結論與未來工作 100
參考文獻 101
簡歷表 105
Turnitin論文原創性比對相似度結果 105

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