概述：

NanoTweezer新型激光光鑷系統(tǒng)配備強(qiáng)大的光學(xué)捕獲系統(tǒng)，操縱對象涵蓋了單細(xì)胞、單分子、細(xì)胞器、病毒、核酸、金屬納米粒子、碳納米管、蛋白等。 

輕松操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的光學(xué)鑷子的樣品，并保持粒子結(jié)構(gòu)不被破壞;實(shí)行新類型的試驗(yàn)和分析;

避免表面化學(xué);創(chuàng)造新的納米結(jié)構(gòu);保留了生物分子方面的基礎(chǔ)上，改變了背景的解決方案;捕獲單一的細(xì)菌，并觀察它的分裂等。 

NanoTweezer激光控制器、光學(xué)諧振芯片以及特殊設(shè)計(jì)的顯微鏡適配器，能夠直接與現(xiàn)有的顯微鏡設(shè)備無縫連接。 

NanoTweezer 激光光鑷儀特性及亮點(diǎn)：

1)無損傷操縱生物微粒

光鑷以一種溫和的、非機(jī)械接觸的方式完成夾持和操縱物體，捕獲力是施加在整個(gè)微粒上，非機(jī)械捕獲那樣集中在很小的面積上，不會(huì)對捕獲的生物微粒造成機(jī)械損傷和污染。

2) 不干擾生物粒子周圍環(huán)境和它的正常生命活動(dòng)

光的無形性和穿透性，光鑷可以在保持細(xì)胞自然生活環(huán)境的情況下對其進(jìn)行捕獲與操縱 

光鑷的所有機(jī)械部件離捕獲對象的距離都遠(yuǎn)大于捕獲對象的尺度(1000倍)，是遙控操作.

1)簡潔、操縱捕獲能力強(qiáng)、觀測分辨率更高：

系統(tǒng)捕獲操縱能力：

新一代納米激光光鑷系統(tǒng)，采用新型集成光學(xué)、光子共振技術(shù)，能對納米至微米級的粒子輕松操作和捕獲 

粒子捕獲操縱尺寸范圍：10nm-5微米； 

還可以增強(qiáng)生物分子觀測的分辨率，捕捉細(xì)菌觀測器分裂過程。 

觀測分辨率更高 

光鑷與高空間分辨率的技術(shù)相結(jié)合，使之具備精細(xì)的結(jié)構(gòu)分辨能力和動(dòng)態(tài)操控與功能研究的能力 

捕獲操縱粒子種類：

A)生物材料，諸如蛋白質(zhì)聚集體、蛋白質(zhì)晶體、抗體與微管等等； 

B)納米材料，諸如量子點(diǎn)、碳納米管、高分子小珠、納米硅、納米*等。 

C) 單個(gè)細(xì)胞、病毒、核酸、納米顆粒、碳納米管和蛋白質(zhì)的可逆納米級操作 

2)優(yōu)于傳統(tǒng)光鑷系統(tǒng)：

該系統(tǒng)采用以芯片為基礎(chǔ)的光子共振捕獲技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用，如操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的光學(xué)鑷子的樣品，并保持粒子結(jié)構(gòu)不被破壞； 

普通光鑷只能捕捉和處理100納米及更小的物體；該系統(tǒng)通過使用新技術(shù)集成光子克服光的散射障礙，該系統(tǒng)的光學(xué)諧振器可以增強(qiáng)是由波導(dǎo)產(chǎn)生的光學(xué)梯度的強(qiáng)度。由于集中了更強(qiáng)的光點(diǎn)，可以操縱大達(dá)到1064nm的粒子。 

3)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)能力強(qiáng)：

能與科研級正置顯微鏡聯(lián)用； 

能與激光顯微鏡拉曼光譜儀聯(lián)用； 

典型應(yīng)用：

—精確捕獲微粒和牽引微粒是光鑷基本的功能 

光鑷捕獲的粒子在幾納米到幾微米,在這個(gè)尺度上,它提供了一種對宏觀現(xiàn)象的微觀機(jī)理的研究手段,特別是為研究對象從生物細(xì)胞到大分子的納米生物學(xué),提供了活體研究條件,比如激光光鑷易于操縱細(xì)胞,可有效分離各種細(xì)胞器,并在基本不影響環(huán)境的情況下對捕獲物進(jìn)行無損活體操作。 

通過捕獲和分離細(xì)胞,可了解細(xì)胞的諸多特性,如細(xì)胞間的粘附力、細(xì)胞膜彈性、細(xì)胞的應(yīng)變能力及細(xì)胞的生理過程等,從而研究細(xì)胞的真實(shí)生理過程.

1.單細(xì)胞領(lǐng)域應(yīng)用

1.1 捕獲牽引納米級微粒 (細(xì)胞的捕獲和分離)

 用波長為1064納米的激光將凝聚物移動(dòng)了近半米,而過去通常采用的磁學(xué)方法,只能將凝聚物移動(dòng)很短的距離.

該新納米激光光鑷粒子捕獲操縱尺寸范圍：10nm-5微米，激光光鑷可容易地操縱細(xì)胞， 能有效地分離各種細(xì)胞器，并在基本不影響環(huán)境的情況下對捕獲物進(jìn)行無損活體操作。 

通過對細(xì)胞的捕獲和分離便可了解細(xì)胞的諸多特性如細(xì)胞間的粘附力、細(xì)胞膜彈性、細(xì)胞的應(yīng)變能力及細(xì)胞的生理過程如細(xì)胞融合等，從而有效地了解細(xì)胞的真實(shí)生理過程。

1.2 研究細(xì)胞的應(yīng)變能力

細(xì)胞內(nèi)部的應(yīng)變能力在通常情況下很難用顯微鏡觀察。而光鑷可對活體細(xì)胞進(jìn)行非侵入微觀操縱,能夠誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)變.

1.3 測量紅細(xì)胞膜的彈性

紅細(xì)胞膜彈性是血液的生理功能指標(biāo),在測量紅細(xì)胞膜彈性的技術(shù)中,雙光鑷法是直接、準(zhǔn)確的方法.

1.4促進(jìn)細(xì)胞融合

把光鑷同激光微束(光刀)耦聯(lián)起來可實(shí)現(xiàn)激光誘導(dǎo)細(xì)胞融合, 當(dāng)前*的轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是利用光鑷和光刀將DNA導(dǎo)入細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移,這種方法可節(jié)約大量資源、縮短轉(zhuǎn)基因時(shí)間、提高成功率。 

1.5直接應(yīng)用于動(dòng)物體內(nèi)研究對細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察、操控與測量，實(shí)施非接觸式手術(shù)的實(shí)驗(yàn)

激光鑷可直接深入到動(dòng)物活體內(nèi)對細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察、操控與測量，實(shí)施非接觸式手術(shù)的實(shí)驗(yàn)，從而開拓了光鑷技術(shù)研究活體動(dòng)物新領(lǐng)域，為活體研究和臨床診斷提供了一種全新的技術(shù)手段.

在活的動(dòng)物體內(nèi)研究細(xì)胞生長、遷移、細(xì)胞及蛋白質(zhì)間相互作用等生物學(xué)過程，對生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究以及臨床診斷具有重大意義，因此體內(nèi)研究技術(shù)一直是活體研究熱點(diǎn)之一。 

2.單分子研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 定量測量生物大分子的力學(xué)特性

生物大分子通常被束縛在直徑約1um的聚苯乙烯小球上，而介質(zhì)小球則通過光鑷技術(shù)被俘獲在光阱中。通過光鑷對單分子進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸操作來研究其力學(xué)特性。這些研究對研究蛋白自組裝及細(xì)胞間的作用有重要意義。

2.2 對生物大分子進(jìn)行精細(xì)操作

用光鑷解開了DNA的分子纏繞，對生物大分子的折疊構(gòu)象進(jìn)行了深入的研究；用雙光鑷法對DNA分子扭轉(zhuǎn)、打結(jié)，為細(xì)胞內(nèi)蛋白纖維相互作用等分子力學(xué)的研究開辟了新途 

光鑷可以跟蹤和描述單個(gè)分子之間的結(jié)合情 

2.3 分子水平上的特異識(shí)別和生命調(diào)控

光鑷所具有的納米量級的操控精度和觀測精度，使得光鑷可將要觀察的對象按需要進(jìn)行配對，并觀察配對的新變化;

這使人們能在納米尺度上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地研究細(xì)胞特異性識(shí)別中的單分子機(jī)制并顯示其特異性相互作用， 從而為解開細(xì)胞特異性分子識(shí)別提供微觀信息。 

2.4 在分子馬達(dá)研究中的應(yīng)用

光鑷在生物大分子研究中重要的成果之一是動(dòng)力原蛋白的研究?？茖W(xué)家利用光鑷觀察到了生命運(yùn)動(dòng)的元過程，發(fā)現(xiàn)分子馬達(dá)是以步進(jìn)方式運(yùn)動(dòng)， 并且測量了步長，給出單驅(qū)動(dòng)蛋白分子產(chǎn)生的力及其速度與ATP濃度的函數(shù)關(guān)系。

NanoTweezer顯微鏡納米激光鑷操控轉(zhuǎn)換裝置的組成部分

1)臺(tái)式NanoTweezer激光器控制儀(NanoTweezerTM Instrument)

臺(tái)式NanoTweezer儀含有操作Optofluidics NanoTweezer系統(tǒng)所需的所有光學(xué)和微流控的基礎(chǔ)設(shè)施，以及從nanotweezer芯片連接到儀器的即插即用操作的光纖和流控管。 

 2)  NanoTweezer芯片(NanoTweezer Chips)：

2.1包含光學(xué)部件及微流光波導(dǎo)控芯 

2.2光子共振器設(shè)備 

2.3高光學(xué)質(zhì)量的微流控光波導(dǎo)芯片 

該NanoTweezer芯片包含光子共振器設(shè)備以及高光學(xué)質(zhì)量的微流控光波導(dǎo)芯片?？紤]到客戶昂貴的樣品。通道容積少于300 nL(可調(diào))，硬耦合的光纖連接到芯片不再需要任何光學(xué)校準(zhǔn)，即可在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程保持穩(wěn)定。 

 3) NanoTweezerTM芯片與顯微鏡的適配器(Custom Microscope Mounts) 

特別設(shè)計(jì)定制的顯微鏡適配器，使NanoTweezer芯片與現(xiàn)有的顯微鏡設(shè)備即插即把直接連接。流體樣本通過芯片下側(cè)的顯微流動(dòng)池入口放進(jìn)去。該安裝件不到5分鐘，連接、卸下來極為方便。 

4) NanoTweezer電腦控制系統(tǒng)

NanoTweezer電腦控制系統(tǒng)可以使用自定義的圖形用戶界面直接操縱。易于使用的圖形用戶界面，可同時(shí)及持續(xù)控制流的速度和激光功率。該接口還提供了探測器功率的直接反饋。 

系統(tǒng)參數(shù)

1、系統(tǒng)聯(lián)機(jī)能力：

1. 能與科研級正置顯微鏡聯(lián)用 

2. 能與激光顯微拉曼光譜儀聯(lián)用 

2、捕獲與操縱能力：

新型納米光鑷系統(tǒng)NanoTweezer，采用*的集成光波導(dǎo)和共振體技術(shù)，通過微芯片發(fā)出的激光捕獲與操縱叢納米至微米級的粒子?？梢詫?shí)現(xiàn)多種應(yīng)用，如操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的光學(xué)鑷子的樣品，并保持粒子結(jié)構(gòu)不被破壞;實(shí)行新類型的實(shí)驗(yàn)和分析.

2.1 粒子捕獲操縱尺寸范圍：10nm-5微米 

2.2 操作對象涵蓋了單個(gè)細(xì)胞、單個(gè)分子、病毒、核酸、納米顆粒、碳納米管和蛋白質(zhì) 

3、激光器：

3.1激光波長(Wavelength) ： 1065nm

3.2激光功率(Optical Power) ：0—500 mW連續(xù)可調(diào) 

3.3光纖接口： FC / APC SMPM

3.4光電隔離(Optical Isolation) ： 33-38 dB

4、顯微鏡流動(dòng)池：

4.1大壓力：20psi (1psi=6.895kPa)

4.2流動(dòng)速度：80nl/min (min)–1000ml/hr (max)

5、與顯微拉曼光譜儀聯(lián)用附件

5.1 光鑷與拉曼光譜儀聯(lián)鏈接適配器 

5.2 OD6帶阻濾光片（1064nm） 

6、儀器尺寸：

8“（寬）X14”（長）x9“（高）

典型應(yīng)用：

激光光鑷在單細(xì)胞、單分子科學(xué)中的研究應(yīng)用 

生物醫(yī)學(xué)中光鑷的運(yùn)用 

光鑷技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物體內(nèi)研究取得新進(jìn)展