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  • 光镊是什么?作用原理又是什么?

    作者:17级 李沐原 来源:长春理工光学测量 时间:2018-10-31 21:14 阅读:3352 [投稿]
    光镊就是采用以芯片为基础的光子共振捕获技术的光阱,又被称为单光束梯度力光阱。

    另外,由于大部分细胞膜是透明的,光可以穿过细胞膜操控细胞内部微粒,这是其他操控手段无法做到的。

    光镊操控细胞,可以高选择性的分选细胞或细胞器 。目前,研究者已经建立了一套分选单条染色体的实验方法,为基因测序提供了更有效、更准确的方法。同时光镊还可用来测量细胞表面的电荷,因为细胞表与荷细胞的生长和细胞的凋亡有着非常密切的关系。


    对红细胞横向光阱力方面的研究,以射线光学计算模型为基础,同时运用类似于求解轴向力的方法,得出了横向力计算公式,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向光阱力进行了计算。细胞横向力的研究对光镊的理论有进一步的指导意义。


    光镊与光刀的配合装置,可以进行高选择性的细胞融合。光镊用来挑选待融合的特定细胞,并把它们拖到一起相互接触,再用光刀作用于二者的接触面,诱发细胞融合,这种方法的融合产物具有高的纯度。此外,激光操纵细胞技术是当前最先进的转基因技术,利用光镊和光刀将 DNA 导入细胞而实现基因转移,可大量节约资源,缩短转基因时间,提高成功率。光镊与光刀的结合在免疫学、分子遗传学中的研究发挥着巨大的作用。


    光镊与布朗运动

    利用两束正交偏振相向传播的光束形成的光阱将 3 μm小球悬浮在空中。采用快速的位置探测器, 严格均等分开的两束探测光强信号的差别获取小球位置信息。系统测量x 方向位移随时间的变化。这就是光镊测量布朗粒子的瞬时速度的方法。实验结果直接证明了布朗运动的麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布和能量均分定理。

    四、光镊技术的发展态势及未来展望

    检索光镊研究论文的增长趋势, 在重要期刊发表的数量, 光镊技术的专利, 这些资料充分表明了光镊技术的应用研究成果的前瞻性和创新性, 并且,光镊技术正迈向美好未来, 广泛应用于各领域的研究。

    经过 30 年潜心研究, 光镊领域正迎接技术应用蓬勃发展的未来。近年来, 国内参与光镊技术研究的课题组越来越多, 然而大多数集中于理论研究, 涉及实验的较少。对光镊技术的全面深入了解和对仪器的需求已成为该领域发展的迫切需求。

    参考资料

    李银妹, 龚雷, 李迪, 光镊技术的研究现况:中国激光,2014

    生命科学研究中的光镊技术 知网

    光镊技术的原理与应用  万方2006.11.24

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