光鑷是采用以
芯片為基礎(chǔ)的
光子共振捕獲技術(shù)的光阱,能對
納米至微米級的粒子進行操縱和捕獲,利用NanoTweezer顯微鏡納米光鑷轉(zhuǎn)換裝置可把現(xiàn)有
顯微鏡升級改造為光鑷。
\q`+ pYhI{ 光鑷的發(fā)明使光的力學(xué)效應(yīng)走向?qū)嶋H應(yīng)用,使人們在許多研究中從被動的觀察轉(zhuǎn)而成為主動的操控,同時光鑷對于捕獲微小粒子、測量微小作用力及生產(chǎn)微小器件等許多方面都有非常重要的意義,現(xiàn)主要從以下幾個方面介紹光鑷的研究及應(yīng)用。
l-h7ksRs gmAKW4( 光鑷在生物細胞上的應(yīng)用研究 f+*2K^B 'a{5}8+8 對細胞操控的研究
h9n<ped`A; \=G
Xe.}4d 光鑷操控細胞,可以高選擇性的分選細胞或細胞器 [6] 。目前,研究者已經(jīng)建立了一套分選單條染色體的實驗方法,為基因測序提供了更有效、更準確的方法。同時光鑷還可用來測量細胞表面的電荷,因為細胞表與荷細胞的生長和細胞的凋亡有著非常密切的關(guān)系。
)J6b:W eg~^wi 對細胞應(yīng)變能力的研究
]zMBZs JK8@J9(# 細胞內(nèi)部的應(yīng)變能力在通常情況下是很難用顯微鏡觀察到的, 單一的生理學(xué)或者形態(tài)學(xué)
參數(shù)很難定義細胞的生存能力。光鑷是對活體細胞進行非侵入微觀操縱的有利工具, 能夠誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生應(yīng)變。其發(fā)出的近紅外連續(xù)
激光能夠誘導(dǎo)線蟲類C.elegans發(fā)生應(yīng)變。根據(jù)C.elegans 特殊的應(yīng)變能力,發(fā)現(xiàn)在不同的激發(fā)
波長、激發(fā)功率和照射時間內(nèi),C.elegans的應(yīng)變也各不相同。這種方法可在其他動植物細胞中進一步推廣應(yīng)用。
<$3nD b- xo_k"'f+ 對細胞橫向光阱力的研究
fm:{&( ?oDfI 對紅細胞橫向光阱力方面的研究,在該研究中以射線
光學(xué)計算模型為基礎(chǔ),同時運用類似于求解軸向力的方法,得出了橫向力計算公式,對幾何尺寸遠大于光波長的米氏球狀粒子所受激光微束橫向光阱力進行了計算,計算結(jié)果表明,粒子只有在小于粒子半徑的區(qū)域內(nèi)才能被捕獲,而不是在整個粒子半徑區(qū)域,實驗中還可以測量作用在粒子上力的大小和粒子的運動速度。微粒大小、相對折射率等對光阱力也產(chǎn)生一定的影響,適當(dāng)選取各實驗參數(shù)可增強微粒的捕獲穩(wěn)定性。細胞橫向力的研究對光鑷的理論有進一步的指導(dǎo)意義。
-K'84 bZ n_Hnk4 光鑷在生物大分子上的應(yīng)用研究 3^-)gK C<=p"pWw 為了操縱一個生物大分子,往往將兩個涂有肌漿球蛋白的聚苯乙烯小球黏在生物大分子的兩端,稱其為“手柄”,通過光鑷捕獲和操縱小球來達到操控生物大分子的目的。
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