光学镊子(optical tweezers) 技术特点： 工作原理： ☆ 紧凑的设计大大节省了光学实验室的空间 ☆ 最佳的性能 ☆ 兼容各种标准的光学显微镜技术 ☆ 极低的维护成本和自我监控 独特的技术优势： ☆ 通过声光偏转装置(AOD)控制光学陷阱。这可以生成大量的陷阱可独立控制。 ☆ 专有的AOD线性化算法保证了整个工作区域相对激光强度的恒定作用力 ☆ 灵活安装配置和易于使用：不像任何其他系统，Aresis的Tweez200si系统可以轻松地安装和设置，在会议或客户实验室，1 - 2小时即可完成安装配置。 光学镊子Tweez200si介绍： 光学镊子最早是被Ashkin在1970年报道的，Ashkin第一个描述了小粒子是如何被高度聚焦的激光束捕捉到，并能够在3-D空间进行可控式移动。但是，现代的光学镊子通常安装起来非常复杂，而且需要专家来操作。最近几年商业化的光学镊子开始成功上市，但是很难操作，需要定期的维护和校准，离快捷使用还很遥远。 欧洲一家年轻的高科技公司Aresis在发展Tweez200si光学镊子的领域中已经拥有超过10年的经验。Tweez200si拥有非常紧凑的设计使得其具有超凡的稳定性和准确性，它含有一个非常稳定的由声光偏转器（AOD）定向和控制的激光器，通过该技术可以产生大约200个以上的光学势阱，同时捕获200个目标分子或者粒子，并且势阱的转换速度可以达到100KHz，以确保每个被捕获的离子处于近乎固定的状态。安装使用方便快捷，使得该技术成功地被欧洲多所大学和研究所引进使用。近几年相关技术发表多篇文章，包括Science和Nature等顶级期刊。 光学镊子Tweez200si的应用： 光学镊子技术的应用方向正在迅速扩大到很多不同的领域,如: Ø 分子相互作用，如分子、细胞、纳米颗粒 Ø 力的测量< 100 pN Ø 操纵微小粒子 因此可以在物理、化学、生物及材料的研究中发挥作用。 目前我们的产品已经有以下用户： 2 卢布尔雅那大学,斯洛文尼亚, 2 斯图加特大学的II. Physikalisches所，德国 2 苏黎世联邦理工学院IQE Nichtlineare Optik所,瑞士 2 牛津大学, 英国 2 卡尔斯鲁厄大学,德国 2 马克斯普朗克研究所，德国 2 米兰大学,意大利 2 Josef Stefan研究所,斯洛文尼亚 视频：脂肪细胞内的油滴的操控 发表的文献 发表的文献 发表的文献 science-2011 science-2006 Nature 光学镊子的应用 光学镊子捕获的粒子在几十纳米到几十微米，在这个尺度上，它提供了一种对宏观现象的微观机理的研究手段，特别是为研究对象从生物细胞到大分子的纳米生物学，提供了活体研究条件，比如激光光学镊子易于操纵细胞，可有效分离各种细胞器，并在基本不影响环境的情况下对捕获物进行无损活体操作。通过捕获和分离细胞，可了解细胞的诸多特性，如细胞间的粘附力、细胞膜弹性、细胞的应变能力及细胞的生理过程等，从而研究细胞的真实生理过程。 　　捕获和牵引微粒——捕获微粒是光学镊子最基本的功能，光学镊子在理论上可稳定捕获直径为几十纳米的粒子，而且目前微米量级的商品光学镊子装置已经问世。但纳米量级光学镊子装置比较复杂，涉及多路耦合、纳米精度操作及高分辩率图像处理等高新技术，目前还处于实验阶段。微粒一旦被光学镊子捕获，光束移动，微粒就会跟着移动。当光束移动速度在微粒的力学响应范围之内时，微粒也会随光束移动，移动速度一般在每秒数十微米以下。利用光学镊子技术研究玻色-爱因斯坦凝聚物，可将其输运至较以往更远的距离。最近因玻色-爱因斯坦凝聚物的研究成果而荣获诺贝尔物理学奖的沃尔夫冈·克特勒教授及其在麻省理工学院的同事，用波长为1064纳米的激光将凝聚物移动了近半米，而过去通常采用的磁学方法，只能将凝聚物移动很短的距离。 　　研究细胞的应变能力——细胞内部的应变能力在通常情况下很难用显微镜观察。而光学镊子可对活体细胞进行非侵入微观操纵，能够诱导细胞产生应变。例如光学镊子发出的近红外连续激光可诱导线虫发生应变，而且在不同激励条件下，线虫的应变各不相同。科学家研究了红细胞的运动，发现红细胞的自转及其转速与光学镊子激光源的能量呈线性递增关系，而含原虫的血样却未发现细胞的旋转或转速有所降低，有人在室温下磷酸盐缓冲液中红细胞的离解过程之后，阐述了非常态条件下细胞的离解机理。 　　测量红细胞膜的弹性——红细胞膜弹性是血液的生理功能指标，在测量红细胞膜弹性的技术中，双光学镊子法是最为直接、准确的方法。我国科技工作者利用方法设备相对简单、易于实现的单光学镊子法测量了正常红细胞和经不同浓度氧化苯砷处理的红细胞的膜弹性。结果显示，浓度与膜弹性间有明显线性关系，这与双光学镊子法的测量结果一致，从而证实了这种新方法的可行性和灵敏性。斯奥博达等科研人员将小球附着于血红细胞膜上一点，将这一点从样品池表面拉起，并用中性清洁剂灌注样品池，在溶解该点的脂质膜后，活跃的血红蛋白骨架露了出来，斯奥博达等就在没有复杂表面反应的情况下研究其特性。还有人把小球附着于细胞表面后，用光学镊子向外拉小球，使细胞膜突出细的尖足，这种方法用于研究细胞骨架元的重构，为艰难的细胞骨架研究打开了一道希望之门。 　　促进细胞融合——把光学镊子同激光微束（光刀）耦联起来，可实现激光诱导细胞融合。有人用此法研究了精子的游动，并对细胞有丝分裂中后期的染色体进行切割，深入研究了染色体的运动、分布和细胞内应力的作用及某些微重力效应，实现了染色体的精细切割、高效收集和植物原生质的融合。利用光学镊子捕获特定精子后，通过光穿孔送到卵周隙协助授精，结果证明紫外激光微束和光学镊子捕获结合可成功进行显微授精，为解决这一医学难题带来了曙光。当前最先进的转基因技术就是利用光学镊子和光刀将DNA导入细胞而实现基因转移，这种方法可节约大量资源、缩短转基因时间、提高成功率。 　　对生物分子进行精细操作——由于光学镊子径向尺寸很小，产生的势阱深度与布朗运动的能量相近，所以难以直接捕获长链大分子。日本学者使用双光学镊子法成功实现了基因分子的扭转、打结；我国科研工作者则用光学镊子解开了DNA的分子缠绕，深入研究了生物大分子的折叠构像，此法有望解开遗传物质同细胞骨架的缠绕。这些都为细胞内蛋白纤维相互作用等分子力学的研究开辟了新途径。