(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210972872.9 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 之江实验室 地址 311121 浙江省杭州市余杭区之江实 验室南湖总部 申请人 浙江大学 (72)发明人 李帅　章逸舟　王颖颖　胡慧珠　 (74)专利代理 机构 北京志霖恒远知识产权代理 有限公司 1 1435 专利代理师 戴莉 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种单个微液滴可控制备与实时表征方法 及装置 (57)摘要 本发明公开了一种单个微液滴可控制备与 实时表征方法及装置， 包括采用激光在样品室内 形成能够捕获和生成微液滴的光阱； 在样品室内 加载雾化后的微液滴； 调整激光捕获功率以实现 微液滴的稳定捕获； 调整样品室内的环境相对湿 度、 激光捕获功率或溶液成分中的一种或多种， 改变微液滴的生长速度， 实现单个微液滴的可控 生成； 将微液滴的背向拉曼散射光聚焦到光谱仪 的狭缝上， 得到微液滴的拉曼光谱数据； 处理拉 曼光谱数据， 拟合米氏散射理论的特征峰峰位与 微液滴受激拉曼散射信号峰位， 为每一个尺寸和 折射率的试验组合分配最优值， 并实时显示拟合 得到的尺 寸和折射率结果， 即实时显示微液滴的 参数。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115356322 A 2022.11.18 CN 115356322 A 1.一种单个微液滴可控制备与实时表征 方法， 其特 征在于， 具体包括如下步骤： S1、 采用激光在样品室内形成能够捕获和生成微液滴的光阱； S2、 在样品室内加载雾化后的微液滴； S3、 当单个微液滴被光阱捕获并在样品室中生成时， 调整激光捕获功率以实现微液滴 的稳定捕获； S4、 当微液滴稳定捕获后， 根据微液滴的种类， 调整样品室内的环境相对湿度、 激光捕 获功率或溶 液成分中的一种或多种， 改变微液滴的生长 速度， 实现单个微液滴的可控生成； S5、 在单个微液滴的可控生成过程中， 将微液滴的背向拉曼散射光聚焦到光谱仪的狭 缝上， 得到微液滴的拉曼光谱数据， 所述微液滴的拉曼光谱数据包括微液滴的自发拉曼散 射信号和受激拉曼散射信号两 部分； S6、 处理拉曼光谱数据， 拟合米氏散射理论计算得到的特征峰峰位与微液滴受激拉曼 散射信号峰位， 为每一个尺寸和折射率的试验组合分配最优值， 并实时显示拟合得到的尺 寸和折射率结果， 即实时显示 微液滴的参数。 2.如权利要求1所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 步骤S1 中激光的捕获功率 为50~100mW。 3.如权利要求1所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 所述单 个微液滴可控制备与实时表征 方法是在常温常压下实现的。 4.权利要求1所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 步骤S3 中， 微液滴的稳定捕获是通过先增大激光捕获功率然后减小激光捕获功率实现， 具体过程 如下： 在微液滴的初始捕获与生成过程中， 通过增大激光捕获功率即增大光阱捕获力来提 高光阱捕获与生成微液滴的效率； 当光阱生成一个微液滴后， 通过减小激光捕获功率实现 生成微液滴的稳定悬浮。 5.如权利要求1或4所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 步 骤S3中调整捕获功率 为20~35mW。 6.如权利要求1所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 步骤S4 中， 样品室的环境相对湿度是通过将氮气流引入样品室， 并通过调整干氮气和湿氮气流的 比例实现。 7.如权利要求1所述的一种单个微液滴可控制备与实时表征方法， 其特征在于： 步骤S4 中实验参数为溶液成分时， 调整实验参数包括调整同种溶液下的浓度或调整不同种类的溶 液。 8.一种单个微液滴可控制备与实时表征装置， 其特征在于： 包括激光器 （1） 、 半波片 （2） 、 偏振分光镜 （3） 、 望远系统 （4） 、 分光镜 （5） 、 高数值孔径物镜 （6） 、 样品室 （7） 、 照明光源 （8） 、 第一聚光镜 （9） 、 第一反射镜 （10） 、 二向色镜 （11） 、 第二反射镜 （12） 、 陷波滤光片 （13） 、 第二聚光镜 （14） 、 光谱仪 （15） 、 第三聚光镜 （16） 、 电荷耦合器件CCD （17） 、 计算机 （18） ， 所述 激光器 （1） 发出的入射光依次经过半波片 （2） 、 偏振分光镜 （3） 、 望远系统 （4） 、 再经过分光镜 （5） 进行分光后充满高数值孔径物镜 （6） 的口径， 在样 品室 （7） 中形成能够捕获和生成微液 滴的光阱； 所述照明光源 （8） 的照明光经过第一聚光镜 （9） 聚光到光阱位置后依次经过第一 反射镜 （10） 反射、 二向色镜 （11） 透射、 第三聚光镜 （16） 聚光， 将光阱是否捕获和生 成微液滴 的情况成像在电荷耦合器件CCD （17） 上； 微液滴的背向散射光依次经第二反射镜 （12） 、 陷波权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115356322 A 2滤光片 （13） 、 第二聚光镜 （14） 聚焦微液滴的背向拉曼散射光到光谱仪 （15） 上， 所述光谱仪 （15） 与计算机 （18） 相连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115356322 A 3