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ポータブル光ピンセット(光トラップ)実習用キット


  • Designed for Education, Demonstration, and Classroom Use
  • Easy-to-Use Kits Include Components Plus Educational Materials
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光ピンセット(光トラップ)教育用キットが1 µmおよび3 µmのビーズをトラップする様子を撮影した顕微鏡のサンプルビデオキャプチャ

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光ピンセット(光トラップ)実習用キット

  • 教育、実習、授業用に設計
  • 全てのハードウェアとツールが付属(PCは付属しておりません)
  • 詳細なマニュアル付きで、組立てと使用が簡単
  • 試料作製キットは別売りの光ピンセット向けにも最適化

キットの詳細

  • 光ピンセットの基本的な動作原理の体験
  • ブラウン運動や可視光レーザによる微粒子のトラップの試験
  • 水およびクリーム溶剤における微粒子の3次元トラップの実習
  • 移動後も再調整が不要な構成

光ピンセット(光トラップ)は、光線のみを使用して小粒子を操作したり動かしたりします。 集光されたレーザ光は、帯電していない1~10 µmの大きさの粒子に力を及ぼすために使われます。そのレーザ光により粒子をトラップ、移動、操作することができます。 この光ピンセット(光トラップ)キットは、授業や研究所での使用に適しています。 このキットでは、光路を簡単に組み立てることができ、試料の位置決めステージ、可視域レーザ光源と実際の観察を容易に行えるよう、カメラシステムが付属しています。 このキットは、30 cm x 60 cmのアルミニウム製光学ブレッドボード(付属品)の上に組み立てられるため再調整の必要なく、実習の目的で簡単に移動させることができます。

また、試料作製キットも別途ご用意しています(下記参照)。光ピンセットキットで操作する試料を準備する際にお使いいただけるアクセサリがセットになっています。試料作製キットは実習用キット向けに最適化されています。

その他の光ピンセット(光トラップ)製品

当社では研究や実習用途向けのモジュール式光ピンセットシステムもご用意しております。当社の実習キットと、モジュール式システムは、「比較」タブで機能の比較がご覧いただけます。高度な実験セットアップ向けには 光ピンセット顕微鏡システムもご用意しております。こちらは、倒立顕微鏡用にターンキー式の光ピンセットシステムをご希望のお客様向けです。

当社の教育用製品とキット

教育用製品シリーズでは、最先端の研究のみならず、多くの古典的な実験を網羅することにより、物理学、光学、フォトニクスを促進させることを目的としています。 いずれのキットにも必要な部品が全て含まれており、詳しいセットアップの手順だけでなく教育内容が盛り込まれた教材も含んだマニュアルが付属します。 これらのキットの価格は、構成部品の金額の総計となっており、付属の教材は無料でご提供しています。 製品購入前および購入後の技術サポートが必要な場合は当社までご相談ください。

注: マニュアルと教材は英語でご用意しております。ご不明な点は、当社までお問い合わせください。

Optical Tweezers Breadboard
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この光ピンセット(光トラップ)キットは、30 cm x 60 cmのアルミニウム製光学ブレッドボード(付属品)の上に取り付けられ、移動しても再調整は不要です。ネジと赤い囲み線は、部品を取り付ける位置を示しています。

当社の実習用光ピンセット(光トラップ)キットは、教育現場、研究所、その他での教育目的にご利用いただけるよう設計されています。このキットは、可視域のレーザ光源と、油浸を必要としない対物レンズを備えています。観察用のCMOSカメラをPCに接続して、実際の様子を見せることができます。全システムは30 cm x 60 cmのアルミニウム製光学ブレッドボード上に取付けられ、移動しても再調整は不要です。 

EDU-OT2/Mは、EDU-OT1/Mをアップデートした製品で、組立性と性能が改善されています。レーザ部分には、トラップ用レーザの取付けとコリメートをより容易にするために、ストレインリリーフケーブルSR9A-DB9と調整機能付きコリメータLTN330-Aを採用しました。またレーザ部分には取り外し可能なケージプレートCP09が付き、レンズ調整をしやすくするためにビームエクスパンダを取り外せるようになりました。顕微鏡システムでは、組立と調整を容易にするためにレンズチューブカプラSM1CPL10と短いケージロッドを採用し、またより大きなレーザーパワーをトラップに振り向けられるように70:30(R:T)のビームスプリッターキューブを採用しました。試料ステージのZ軸の分解能を向上させるために、マイクロメータ駆動のMT1/Mの代わりに、アジャスターネジ駆動のMT1B/Mを取り付けています。 

レーザと顕微鏡システム

キットEDU-OT2/Mでは、トラップ用レーザ光源として658 nmの半導体レーザL658P040を使用します。この40 mWの可視域レーザによって、教育現場の実習での操作中に、顕微鏡を通して簡単にそのスポットが観察できます。このレーザは、Zeiss製の63X、NA0.8の対物レンズを通して集光され、顕微鏡対物レンズの働きもします。試料の照明は、白色LEDMCWHL5を使って行い、当社のカラーCMOSカメラDCC1645Cを通して観察します。レーザ、顕微鏡と、光ピンセット(光トラップ)キットの光路は、下記左側の写真に示されています。

試料位置決めシステム

試料は3軸の試料ステージの上に乗せられ、実験中、静止したレーザ光線の周りを動きます。このステージは、X軸とY軸の移動向けに、2つの電動式の移動量12 mmの移動ステージMT1/M-Z8と、Z軸の移動向けに、手動式のMT1B/Mとで構成されています。この電動式ステージは、サーボモーターコントローラKDC101によって制御され、それぞれの軸のアクチュエータの速度を自由に設定することができます。試料ステージは下記右側の写真に示されています。

 
Optical Tweezers Beam Path
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顕微鏡部とカメラ部に光路が表示されています(試料用のステージは表示されていません)。
Optical Tweezers Sample Positioning Stage
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試料ステージ
垂直のアジャスターネジによる移動量は1回転につき150 µmです。
EDU-OT1(/M) Optical Tweezers Kit Specifications
Trap Laser TypeDiode
Trap Laser Wavelength (Typical)658 nm
Trap Laser Power (Typical)40 mW
Complete Trap Laser Specificationsinfo
Objective NA0.8
Working Distance0.3 mm
CameraDCC1645C CMOS Camera
Camera Resolution1280 x 1024 Pixels

光ピンセット(光トラップ)操作

光トラップは、2つの本質的な力により特長づけられています。すなわち、散乱力と勾配力です。散乱力は、輻射圧の原理によるものです。入射するレーザ光は一部粒子によって吸収され、かつ(あるいは)反射されるため、運動量の移動がおこり、これにより粒子は光源から遠ざかります。こうして、散乱力はレーザのパワーと共に増加します。

2つ目の、より重要な力が勾配力です。粒子の屈折率が粒子が存在する液体の屈折率よりも高く、この粒子にレーザが作用する場合、粒子は光強度の最も高い方向に移動し、それによって粒子はレーザ焦点に捕えられます。レーザが強く集光されれば、勾配力が散乱力を上回ることが可能であり、これにより粒子が捕えられて空間の3方向全てに動かすことができます。

実験の目的で、顕微鏡のガラスかプラスチック製のビーズ(約1~10 µm)、または他の様々な物体を、スライドガラス上の液体(水、アルコール)の中に分散させます。レーザを集光し、粒子を捕え、位置決めステージ上のスライドを動かすことで、粒子を移動、操作することができます。対物レンズ、CMOSカメラ、追加のチューブレンズは、顕微鏡の構成部分ですが、それらによって、粒子を捕える過程をPCモニタ上で観察することができます。このキットにより、レーザ出力を変化(最大40 mW)させて粒子を捕える、ブラウン運動による分散の実効速度を評価する、光トラップ力と調和ポテンシャルの決定、トラップの中に粒子が存在する確率を統計的に分析する、などの様々な実験を行うことができます。

レーザの安全情報

このキットに使われているclass 3Bの半導体レーザは、最大42 mWの光パワーを放出します。レーザが直接目に入ると、目をいためる可能性があります。レーザードライバには、キースイッチと安全インターロックが付いていますので、事故を避けるために適切にご使用ください。更に、このキットを使用されるときは、適切なレーザ保護メガネをかけることをお勧めします。詳しくは、「レーザの安全性」タブをご覧ください。

光ピンセットキットを使って1 μmや3 μmのビーズ、より大きなでんぷん粒や乳化粒子などさまざまな試料をトラップしている様子がご覧いただけます

下記には実習の一環として学生が取り組める実験の概要をいくつかご紹介しております。 下記以外にも、マニュアルにはセットアップの調整、カメラとレーザ用に適した焦点面を見つけ出す方法、試料内でトラップした粒子を移動させる方法など様々な実習方法が記載されています。

試料の準備

光ピンセット(光トラップ)キットの試料は簡単に準備することができます。 光ピンセット(光トラップ)の操作や取扱い方法を学ぶ際には、1 µmまたは3 µmのガラスビーズを含む試料を使用するのが便利です。 または、水中油型のエマルションも光ピンセット(光トラップ)キットで捕獲できる粒子を作り出します。

試料作製には、以下の材料が必要です:

  • ウェルの深さが20 µmある顕微鏡用スライド
  • カバーガラス
  • 時計皿
  • ピペット
  • 試料液:
    • ポリスチレンビーズ(PS)と蒸留水の溶液
    • 水中油型エマルション

まず、PSビーズ入りの溶液を時計皿の上に1滴落とし、十分な量の蒸留水と混ぜ合わせます。 この混合液を顕微鏡用スライドのウェルにピペットを使って移します。 カバーガラスと試料の間に気泡ができないようにカバーガラスをかぶせます。

試料は各実験を始める前にその都度準備するか、または、まとめて作る場合は、UV接着剤でスライドとカバーガラスの間を密閉するなどの工夫が必要です。 ただし、教育の効果を考えた場合、実験の際に、学生自身が試料を新たに準備することが望ましいです。

試料作製キットOTKBTKもご用意しています(下記参照)。光ピンセットキットの試料を準備する際にお使いいただけるアクセサリがセットになっています。

Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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レーザがオフになると、粒子がエマルションの表面に戻ります。
Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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乳化粒子がエマルションの表面下にあるレーザの集光点で保持されます。
Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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Educational Tweezers Dairy Cream Emulsion
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集光されたレーザがエマルションの表面で浮遊する乳化粒子の1つを下に押し下げます。

水中油型エマルション内での乳化粒子の操作

水中油型エマルションの中では(食用の)生クリームの粒子が、このキットに入っている光ピンセット(光トラップ)で捕えるのに適した大きさです。 生クリーム1滴に十分な量の水を加え、やや乳白色の溶液をつくることで試料が出来上がります。 レーザを使用して乳化粒子をトラップしようとすると、乳化粒子は焦点位置から消え、モニタでははっきり見ることができません。 この観察内容はクリームと水のエマルションの構成で説明がつきます。 生クリームの主な成分は油脂で、水と混ぜ合わせると水面に集まります。 よって乳化粒子は水面に位置します。 しかし、レーザの焦点位置は水面より深い場所にあり、トラップされた乳化粒子はエマルションの中に引き込まれます。 レーザに粒子がトラップされ溶液のさらに深い場所に移動するときに、ステージの高さを(より深い位置に焦点が合うように)調整するとことで、これらの様子を観察することができます。

乳化粒子がトラップされ、フォーカス調整を行い、モニタにはっきり映し出された後、レーザの電源を切って粒子の様子を観察します。 レーザの電源を切った後の乳化粒子はトラップされた場所に留まることはできないので、再び水面まで上昇します。 この場合も同様に、ステージの高さを調整することによって粒子の動きを追うことができます。

 

ブラウン運動

Brownian Motion
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ブラウン運動のスケッチ
Mean Particle Displacement
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異なるサイズのポリスチレンビーズの平均二乗変位が上のグラフに示されています。

ブラウン運動とは、液体中に浮遊している遊離微細粒子が、液体の原子や分子との衝突により、ランダムに運動(移動、回転)することです。 顕微鏡では、粒子の通り道が短くてまっすぐな線に見えます(右図をご覧ください)。 ブラウン運動は、光ピンセット(光トラップ)を用いた実験で観察することができます。 ポリスチレンビーズが、常に全ての方向に動く分子で構成される媒質の中にいます。 分子がこの性質によってビーズに繰り返し衝突するので、ビーズは振動動作を起こし、その様子が光ピンセット(光トラップ)で観察することができます。 温度が高ければ高いほど、分子の動きは激しくなります。

3 µmのポリスチレン球を試料としてお使いください。 まず、レーザの電源を切って、ブラウン運動のみを観察してください。 評価には、2分以上の動画を録画する必要があります。 この間、お互いに干渉しあわない粒子を約5個映像内に納めてください。 1 µmのポリスチレン球を使って同様の動画を撮ってください。 動画は、経時的に粒子のXY位置を測定する画像解析ソフトウェアを使って評価することができます(当社がお勧めするフリーソフトウェアパッケージについてはマニュアルをご覧ください)。

当社では表計算プログラムを使用してデータの評価、グラフ化を行うことをお勧めします。 まず、ビーズの平均二乗変位を求める必要があります。 これは、動画からビーズの位置(x i (t i )、y i (t i ))を異なった時間t iで測定することによって計算できます。

Mean Displacement

ある時間tnまでの平均位置の値は、経時的に測定した全ての値の平均を出すことによって求められます。 個々の粒子の統計誤差の可能性を失くすために、さらに(上の)平均値とM粒子の平均を求めます。

Mean Displacement

この計算には最低でも5個の粒子を用いることをお勧めします。 右のグラフは、3種類のサイズのポリスチレンビーズの時間毎の平均二乗変位値<r ²>(t n)です。 ビーズ径が大きくなるとグラフ線の傾斜が緩やかになり、つまり大きなビーズほど動きが少ないことがわかります。 この結果はブラウン運動の原理によって簡単に説明できます。1 µmの球の方が、1 µmより大きい球よりも水分子の影響を受けて簡単に動きだすのです。 よって、1 µmのビーズはそれ以上の大きさのビーズよりも一定時間内の移動距離が長いのです。

光トラップの最大保持力

溶液内をvの速度で移動する個々のポリスチレンビーズに、周囲の液体からの摩擦力が働き、ビーズの動きを止めます。 この力は、ビーズのサイズと液体の粘度に比例します。

Frictional Force

ここで、R はビーズの半径です。 粘度η eff は、水とビーズを合わせた溶液の「濃さ」を表していて、試料によって違いがあります。 この値は、上記のブラウン運動の実験で求めた液体中の粒子の平均二乗変位から計算することができます。 ビームの二乗変位を表す線の傾きm は、粘度と関連して以下の式で求められます。

Viscosity

ここで、η eff は有効粘度、R は、ビーズの半径、T はケルビン表示の試料の温度、そしてk B は、ボルツマン定数で約1.38 x 1023 J/Kです。有効粘度は、およそ10-3 N s/m²のオーダである必要があります。

ビーズがトラップされている場合、2つの力がビーズに働きます。 1つは、摩擦力F R で、ポリスチレンビーズが停止している場所で生じています。もう1つは、トラップの保持力F H です。 最大保持力は、ビーズがトラップされ得る最大速度v max において必要とされる力と定義されます。 下記の式は、最大保持力と摩擦力が均衡している場合です。

Optical Tweezers Holding Force

EDU-OT1/Mの保持力は、通常およそ数pNで、トラップされた粒子と周囲の液体の屈折率比率に依存します。

ポータブル光ピンセット(光トラップ)キット内容構成部品

Portable Optical Tweezers Kit

ミリ規格:( )内の型番です。

Item #DescriptionQty.
Trapping Laser Source
SR9A-DB9ESD Protection and Strain Relief Cable1
L658P040658 nm, 40 mW Laser Diode1
LTN330-AAdjustable Collimator for Ø5.6 mm Laser Diodes1
TLD001Laser Diode Driver1
TPS002Laser Diode Driver Power Supply1
RS3.5P8E (RS3.5P4M)Ø1" (Ø25 mm) Pedestal Post, 3" (90 mm) Tall1
CF125Clamping Fork1
KC1-T (KC1-T/M)Tip/Tilt Cage Mount1
AD15FSM1-Threaded Adapter for Ø15 mm Components1
Beam Expander
ER1Ø6 mm Cage Rod, 1" Long2
ER3Ø6 mm Cage Rod, 3" Long2
ER6Ø6 mm Cage Rod, 6" Long2
ER10Ø6 mm Cage Rod, 10" Long2
CP09 (CP09/M)30 mm Removable Segment Cage Plate4
LA1074-AØ1/2" Plano-Convex Lens, f = 20 mm1
LA1509-AØ1" Plano-Convex Lens, f = 100 mm1
SM1A6SM05 to SM1 Adapter1
SM05L03SM05 Lens Tube, 0.3" Long1
TR3 (TR75/M)Ø1/2" (Ø12.7 mm) Post, 3" (75 mm) Long1
PH3 (PH75/M)Ø1/2" (Ø12.7 mm) Post Holder, 3" (75 mm) Long1
CF125Clamping Fork1
BE1 (BE1/M)Pedestal Base Adapter1
Sample Positioning System
MT1-Z8 (MT1/M-Z8)Motorized Translation Stage, 1/2" (12 mm) Travel2
MT1B (MT1B/M)Manual Translation Stage, 1/2" (13 mm) Travel1
KDC101K-Cube™ DC Servo Motor Controller2
TPS001a15 V Power Supply2
MT402Right Angle Bracket1
MT405Side-Mounted Actuator Adapter2
-Slide Holder Part 11
-Slide Holder Part 21
MT401 (MT401/M)Mounting Base for Translation Stages1
Item #DescriptionQty.
Right-Angle Mirrors
KCB1Right Angle Kinematic Mirror Mount2
PF10-03-P01Ø1" Protected Silver Mirror2
SM1L05Ø1" Lens Tube, 0.5" Long2
SM1L10Ø1" Lens Tube, 1" Long2
SM1CPL10SM1 Lens Tube Coupler2
Microscope
DCC1645CColor CMOS Camera1
SM1T2SM1 Lens Tube Coupler2
C1498 (C1498/M)Ø1.5" Post Clamp3
SM1L15SM1 Lens Tube, 1.5" Long1
CP02 (CP02/M)SM1-Threaded Cage Plate4
CP02T (CP02T/M)Thick SM1-Threaded Cage Plate1
SPT1 (SPT1/M)XY Slip Plate Positioner1
FGB37Ø1" BG40 Colored Glass Bandpass Filter2
FES0650Ø1" Shortpass Filter, 650 nm Cut Off1
LB1676Ø1" Bi-Convex Lens, f = 100 mm1
BS022Non-Polarizing 70:30 Beamsplitter Cube, 400-700 nm1
CCM1-4ER
(CCM1-4ER/M)
30 mm Cage Cube for Prism1
SM1CP2SM1 End Cap1
DP14A (DP14A/M)Ø1.5" Damped Mounting Post1
ER05Ø6 mm Cage Rod, 0.5" Long4
ER1.5Ø6 mm Cage Rod, 1.5" Long4
ER3Ø6 mm Cage Rod, 3" Long4
MCWHL5Cold White Mounted LED1
LEDD1BT-Cube™ LED Driver1
TPS001a15 V Power Supply1
SM1L10SM1 Lens Tube, 1" Long1
DG10-600Ø1" N-BK7 Ground Glass Diffuser1
-Zeiss Microscope Objective, 63X, 0.8 NA1
SM1A17M27 x 0.75 to SM1 Adapter1
Additional Components
MB1224 (MB3060/M)Aluminum Breadboard, 1' x 2' (30 cm x 60 cm)1
RDF1Set of 4 Rubber Damping Breadboard Feet1
SPW606SM1 Spanner Wrench, 1" Long1
BBH1Set of 2 Breadboard Handles1
CPA1Cage Alignment Plate1

インチ規格のキット: ハードウェアとネジが付属

Item #DescriptionQty.Item #DescriptionQty.
BD-3/16L3/16" Balldriver1SH8S038b8-32 Cap Screw,
3/8" Long
2
CCHKImperial Hex Key Set1SH8S050b8-32 Cap Screw,
1/2" Long
3
-1/4"-20 Cap Screw,
0.315" Long
2SS8S050b8-32 Setscrew,
1/2" Long
1
SH25S038b1/4"-20 Cap Screw,
3/8" Long
10SD18-32 to 1/4"
Counterbore Adapter, 10 Pack
1
SH25S050b1/4"-20 Cap Screw,
1/2" Long
12-#8 Washer2
SH25S063b1/4"-20 Cap Screw,
5/8" Long
8-1/4" Washer22
SH25S075b1/4"-20 Cap Screw,
3/4" Long
4-1/8" x 1/4"
Steel Dowel Pin
8

ミリ規格のキット: ハードウェアとネジが付属

Item #DescriptionQty.Item #DescriptionQty.
BD-5ML5 mm Balldriver1SH4MS10bM4 Cap Screw,
10 mm Long
2
CCHK/MMetric Hex Key Set1SH4MS12bM4 Cap Screw,
12 mm Long
3
-M6 Cap Screw,
8 mm Long
2SS4MS12bM4 Setscrew,
12 mm Long
1
SH6MS10bM6 Cap Screw,
10 mm Long
10SD1M6 to M4
Counterbore Adapter, 10 Pack
1
SH6MS12bM6 Cap Screw,
12 mm Long
12-M4 Washer2
SH6MS16bM6 Cap Screw,
16 mm Long
8-M6 Washer22
SH6MS20bM6 Cap Screw,
20 mm Long
4-1/8" x 1/4"
Steel Dowel Pin
8
  • TPS001は、日本国内用の電源アダプタと共に発送します。
  • ネジの表内の数量はキットに付属するネジの数量です。表記の型番でより多くの数量の再注文が可能です。

ソフトウェアのダウンロード

当社では、こちらの光ピンセット用ソフトウェアとしてThorCam™およびKinesis®ソフトウェアパッケージのご使用を推奨しています。ソフトウェアのインストールおよび設定についてはマニュアルをご参照ください。

カメラ用ソフトウェアThorCam

Version 3.2.0

全てのソフトウェアがこちらからダウンロード可能です。

旧世代のuc480カメラソフトウェアをご希望の場合は、こちらのリンク先の「Archive」タブよりダウンロードいただけます。

Software Download

コントローラ用ソフトウェアKinesis&APT

Kinesis: Version 1.14.12

Kinesisソフトウェアパッケージはこちらからダウンロード可能です。

Software Download

当社では、入手後すぐにお使いいただける光ピンセット顕微鏡システム、研究や教育の実習現場でお使いいただけるモジュール式の光ピンセットキット、およびこのページでご紹介している光トラップの基礎を学んでいただくための光ピンセット実習用キットの3種類の光ピンセットをご用意しています。 当社のモジュール式の光ピンセットキットと実習用キットは一見似ていますが、下表に要約されているように、それぞれ多くの異なる特長を備えています。

 Educational KitModular System
Item #EDU-OT2(/M)OTKB(/M)
Laser Wavelength658 nm (Visible)976 nm (IR)
Laser Power40 mW300 mW
Objective TypeAirImmersion
Positioning SystemServo Motor in XY; Manual in ZPiezo Actuators and Strain Gauge in XYZ
Force MeasurementCamera Image Analyzed with Open Source SoftwareBack Focal Plane Detection via Position Sensing Detector (Optional)
ConfigurationUprightInverted
Target Groups
  • Undergraduate University Lab Courses
  • Labs for Advanced High School Students
  • Research Labs in Need of an Optical Micromanipulation Setup with Full Access to All Components
  • Ability to Customize / Extend System
  • Ability to Combine with Imaging Modalities such as Fluorescence or Raman Microscopy
  • Advanced University Lab Courses
Educational Aspects
  • Fundamental Working Principles of an Optical Tweezers Setup
  • Preparation of Samples
  • Finding the Right Focal Plane
  • Demonstrate 3D Trapping with Water and Cream Solution
  • Examine Brownian Motion
  • Estimate Trapping Forces
  • Estimate the Effective Viscosity of a Sample Solution
  • Probing Individual Cells and Their Internal Components
  • Measuring Forces Generated by Molecular Motors
  • Analysis of Biological Macromolecules
  • Drag Forces in Microfluidics
  • Trapping of Nanoparticles

レーザの安全性と分類

レーザを取り扱う際には、安全な操作の実施と、安全に関わる器具や装置を適切に取扱い、使用することが重要です。 ヒトの目は損傷しやすく、レーザ光のパワーレベルが非常に低い場合でも起こります。 当社では豊富な種類の安全に関わるアクセサリをご提供しており、そのような事故や負傷のリスクの低減にお使いいただけます。 可視域から近赤外域のスペクトルでのレーザ発光ではヒトの網膜に損傷与えうるリスクは極めて高くなります。これはその帯域の光が目の角膜やレンズを透過し、レンズがレーザーエネルギを、網膜上に集束してしまうことがあるためです。

Laser GlassesBlackout MaterialsEnclosure Systems
Laser Viewing CardsAlignment ToolsShutter and Controllers
Laser Safety Signs

安全な作業および安全に関わるアクセサリ

  • 当社では、わずかでも影響のあるレベルのレーザ光線(例:クラス 1よりも高いクラスのレーザ機器)を取り扱う場合は、ネジ回しなどの金属製の器具が偶然に光の方向を変えて再び目に入ってしまうこともあるので、レーザ保護眼鏡を必ずご使用いただくようにお勧めしております。
  • 特定の波長に対応するように設計されたレーザ保護眼鏡は、装着者を想定外のレーザ反射から保護するために、レーザ使用装置の近くのわかりやすい場所に置いてください。
  • レーザ保護眼鏡には、保護機能が有効な波長範囲およびその帯域での最小光学濃度が刻印されています。
  • 遮光用材料は、直接光と反射光の両方を実験装置の領域に封じ込めて外に逃しません。
  • また当社の筺体システムは、その内部に光学セットアップを収納し、レーザ光を封じ込めて危険性を最小限に抑えます。
  • ピグテール付き半導体レーザは、他のファイバに接続、もしくは他のファイバから取り外す際には、レーザ出力をOFFにしてください。パワーレベルが10 mW以上の場合には特にご注意ください。
  • いかなるビーム光も、テーブルの範囲で終端させる必要があります。また、レーザ使用中には、研究室の扉は必ず閉じていなければなりません。
  • レーザ光の高さは、目線の高さに設定しないでください。
  • 全てのレーザビームが水平を保って直進するように、実験は光学テーブル上で行ってください。
  • ビーム光路の近くで作業する人は、光を反射する不要な装飾品やアクセサリ(指輪、時計など)をはずしてください。
  • レンズや他の光学装置が、入射光の一部を、前面や背面で反射する場合がありますのでご注意ください。
  • あらゆる作業において、レーザは必要最小限のパワーで動作するようにご留意ください。
  • アライメント作業は、可能な限りレーザの出力パワーを低減して行ってください。
  • ビームパワーを抑えるためにビームシャッタフィルタをお使いください。
  • レーザのセットアップの近くや実験室には、適切なレーザ標識やラベルを掲示してください。
  • クラス3Rやクラス4のレーザ(安全確保用のインターロックが必要となるレーザーレベルの場合)で作業する場合は、適切な警告灯などをご用意ください。
  • 適切なビームトラップを用い、代用品としてレーザービュワーカードを使用したりしないでください。

 

レーザ製品のクラス分け

レーザ製品は、目などの損傷を引き起こす可能性に基づいてクラス分けされています。 国際電気標準会議(The International Electrotechnical Commission 「IEC」)は、電気、電子工学技術関連分野の国際規格の策定及び普及を行う国際機関で、 IEC60825-1はレーザ製品の安全性を規定するIEC規格です(対応するJIS規格はJIS C 6802)。レーザ製品のクラス分けは下記の通りです:

ClassDescriptionWarning Label
1ビーム内観察用の光学機器の使用を含む、通常の条件下での使用において、安全とみなされているクラスです。 このクラスのレーザ製品は、通常の使用範囲内では、人体被害を及ぼすエネルギーレベルのレーザ光を放射することがないので、最大許容露光量(MPE)を超えることはありません。 このクラス1のレーザ機器には、レーザをシャットダウンするか、筐体等を開かない限り、作業者がレーザに露光することがないような、完全に囲われた高出力レーザも含まれます。 Class 1
1Mクラス1Mのレーザは、安全であるが、望遠鏡や顕微鏡と併用した場合は危険な製品です。この分類に入る製品からのレーザ光は、直径の大きな光や拡散光を放射し、ビーム径を小さくするために光を集光する光学素子やイメージング用の光学素子を使わない限り、通常はMPEを超えることはありません。 しかし、光を再び集光した場合は危険性が増大する可能性があるので、このクラスの製品であっても、別の分類に移動する場合があります。 Class 1M
2クラス2のレーザ製品は、その出力が最大1 mWの可視域での連続放射光に限定されます。瞬目反射によって露光が0.25秒までに制限されるので、安全と判断されるクラスです。 このクラスの光は、可視域(400~700 nm)に限定されます。 Class 2
2Mこのクラスのレーザ製品のビーム光は、瞬目反射があるので、光学機器を通して見ない限り安全であると分類されています。 このクラスは、レーザ光の半径が大きい場合や拡散光にも適用されます。 Class 2M
3Rビーム内観察を行わなければ、このクラスのレーザ製品は安全とみなされます。 このクラスでは、MPE値を超える場合がありますが、被害のリスクレベルは低いクラスです。 可視域の連続波のレーザの出力パワーは、このレベルでは5 mWまでとされています。 Class 3R
3Bクラス3Bのレーザは、直接ビームを見た場合に危険なクラスです。 ただし、拡散反射は有害ではありません。 このクラスで装置を安全に操作するには、ビームを直接見る可能性のあるときはレーザ保護眼鏡を装着する必要があります。さらに、インターロック機能付きの自動表示灯等の警報装置を設け、それらがONにならない限り、レーザがONにならないようにすることが求められます。 クラス3Bのレーザ機器には、キースイッチと安全保護装置が必要です。 Class 3B
4このクラスのレーザは、皮膚と目の両方に損傷を与える場合があり、これは拡散反射光でも起こりうるとみなされています。 このような被害は、ビームが間接的に当たった場合や非鏡面反射でも起こることがあり、艶消し面での反射でも発生することがあります。 このレベルのレーザ機器は細心の注意を持って扱われる必要があります。 さらに、可燃性の材質を発火させることもあるので、火災のリスクもあるレーザであるとみなされています。 クラス4のレーザには、キースイッチと安全保護装置が必要です。 Class 4
全てのクラス2以上のレーザ機器には、上記が規定する標識以外に、この三角の警告標識が表示されていなければいけません。 Warning Symbol

The Portable Optical Tweezers Educational Kit was developed in cooperation with Antje Bergmann and Daniela Rappa from the Karlsruhe Institute of Technology.

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光ピンセット(光トラップ)実習用キット

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
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光ピンセット用試料作製キット

OTKBTKは、当社の光ピンセットキットOTKB/M、光ピンセット顕微鏡システムOTM200、ポータブル光ピンセット教育用キットEDU-OT2/Mと共にお使いいただけるよう設計されています。 光ピンセットをお使いいただく際、試料の準備や、光トラップの試験などにお使いいただくと便利です。 キット内容は下記の通りです:

  • 顕微鏡用の不乾性液浸油、Cargille Type LDF
    • EDU-OT2/Mでは使用しません。
  • 脱イオン化された水に入った非機能化溶融石英ビーズ:Ø2.06 µm、2 g/ml
  • 容量が50 µLのミニピペット
  • 溝付きのプラスチック製スライド2枚:高さ400 µm、容量100 µL
  • ウェル付き顕微鏡用スライドガラス5枚、Ø10 mm、厚さ20 µm
  • カバーガラス100枚、18 mm x 18 mm、厚さ No.1.5
  • 浸油用のスポイト
+1 数量 資料 型番 - Universal 定価(税抜) 出荷予定日
OTKBTK Support Documentation
OTKBTK光ピンセット用試料作製キット
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Last Edited: Feb 10, 2014 Author: Dave Gardner