近来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研商于是及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描经过中操纵对称性联系解耦激光加热和热活动劝导两者之间的联系，完毕了准恒温分拆档下线虫胚胎正在体系中的定向活动。该ISO-FLUCS本领希望成为生物学和原料科学中温度敏锐体系中光学操作的新准绳。

　　微纳操控本领正在原料科学、胶体物理学和人命科学等周围被普及使用。光学劝导的热粘性流，也被称为聚焦光劝导的细胞质流（FLUCS），便是近年备受属目标微纳操控本领之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度改变之间丰富的彼此效率爆发的热粘性流恒温，通过照耀样品的红表激光聚焦爆发的部分加热，导致流体密度和粘度的改变，从而激发部分的液体活动以及传输经过，以用于左右细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有爆发定向流的上风，并节减了侵入性和直接的接触式掌管，于是对生物医学研商有着要紧使用价格。然而，正在FLUCS中，部分激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这恐怕对高度热敏锐的体系有较大的影响，如热敏锐的哺乳动物细胞、可热降解的卵母细胞、热治疗的鳃构造等，于是给FLUCS的使用带来了极大限定。

　　正在本文中博鱼boyu，作家研商了运用分步扫描的方法将激光劝导爆发的活动和加热分摆脱来博鱼boyu。正在缠绕所需轨迹对称分散的地方区分引入了附加的回嘴象旅途博鱼boyu，使得正在感趣味的区（ROI，即对象区域）内的温度分散尤其平均。进一步地，作家还凭据上述的对称联系正在多达三个分歧的标准上（即三条激光扫描线）举行扫描，可能导致部分的温度分散尤其平均，同时也能爆发定向活动，而且这些活动的旅途根本上没有转变(图1c) 恒温。别的，表部还运用了帕尔贴来冷却样品抵达其所需的温度。作家测验声明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的本领，明显的下降了激光加热的影响，同时能完毕线虫胚胎的热粘性定向活动，并远远领先其内源性活动的速率，验证了该体系的效率。鉴于其不但大大节减了加热导致的温度分散不服均的影响，还保存了FLUCS的首要特色（定向、多效力、非侵入性、触觉），ISO-FLUCS希望成为生物学和原料科学中高温敏锐体系中光学操作的新准绳。

　　图1：a. FLUCS装配的光途，不妨同时成像并劝导细胞正在液体中的活动。劝导细胞活动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举行X/Y扫描博鱼boyu，并照耀到二向色镜上，从而与成像的光途团结到沿途。两者都被耦合到一个高数值孔径、定造涂层的显微镜物镜的后焦平面。激光照耀正在ROI内导致温度升高爆发定向活动。同时，ROI通过维系到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对全盘样品举行加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光爆发的模仿温度分散。c. 两步扫描形式平均地加热全盘ROI的模仿温度分散。

　　为了正在不爆发大温度梯度的情景下还能取得守旧FLUCS的本能，有需要将温度与热粘性流的引入举行解耦。完毕这个对象的法子之一便是创修非常的扫描旅途正在更大的区域内使温度平均化。热粘性流的速率首要取决于激光沿特定旅途扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率。于是，可能加快主扫描形式（即沿着定向流速的对象），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼局部。这种占空比的有用下降将为引入二次扫描点供应空间，从而可能正在给定的占空比内将加热扩散到更大的区域恒温，有用地使温度平均化。

　　正在上述根本计划的诱导下，作家最初探究了单激光热门扫描形式下中红表荧光勉励以及螺旋图案惹起的强度和温度分散（图2a-d）。随后作家中心研商了正在多个激光加热门的情景下，多个热门的折柳度和爆发的温度分散之间的影响，当不商酌光斑的全部参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来须要计划岁月上的扫描序列，该计划有两点请求：（1）正在一个扫描周期内以雷同的频率平均加热所需的一起始，（2）如故不妨劝导出所需的定向流场。同时还须要属意，扫描的频率须要足够高，使得正在两个毗连的周期内拜候统一个点之间的岁月延迟要光鲜低于热粘性气象的特质岁月标准。于是，作家提出了一种由七条平行等距线构成的简陋的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中央的那条线上劝导定向流场博鱼boyu。

　　图2：a. 罗丹明B显示于红表激光时的岁月均匀荧光图像。b. 甘油/水溶液中罗丹明B的荧光丈量出来的温度弧线。c. 由螺旋图案惹起的模仿温度分散和d相应的温度直方图。e. 由安放正在分歧折柳间隔的两个热门爆发的模仿温度分散。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的折柳间隔时，ROl内的温度分散相对平均。f面板e中ROl内丈量的温度分散的准绳差行为热斑之间折柳间隔的函数，阐明最佳间隔为5.6微米。g. 多个热门情景下由螺旋图案惹起的模仿温度分散和h相应的温度直方图。

　　为了确定ISO-FLUCS的本能能否与守旧的FLUCS的本能相配合，作家举行了测验验证（如图4）。按照测验中粒子轨迹与场的分散（图4a，e）可能出现博鱼boyu，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热功效险些十足被箝造，而且爆发了与单极加热相犹如的场对称性。测验中还对场中粒子的速率举行了丈量（图4b，f），可能出现ISO-FLUCS中粒子的速率较低，这是由于均匀之后正在该条扫描线上的能量偏低，然而速率可能通过激光的功率很简单的治疗（图4i，j）。终末为了注明ISO-FLUCS的卓越性，和守旧的FLUCS比拟，可能出现正在ROI内的温度局限明显的被平均化（图4c博鱼boyueLight·封面 准恒温境遇下的生物光流控，d，g，h，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的性格的根本上，还探究了更丰富的扫描形式。而且正在测验上完毕了正在体内左右线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的卓越性，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的方法。

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