比来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学琢磨因而及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描进程中操纵对称性闭联解耦激光加热和热活动辅导两者之间的闭联星空体育，完毕了准恒温漫衍场下线虫胚胎正在体例中的定向活动。该ISO-FLUCS技艺希望成为生物学和资料科学中温度敏锐体例中光学操作的新准则。

　　微纳操控技艺正在资料科学、胶体物理学和人命科学等界限被广大运用。光学辅导的热粘性流，也被称为聚焦光辅导的细胞质流（FLUCS），便是近年备受注主意微纳操控技艺之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度改变之间繁复的互相效率形成的热粘性流，通过映照样品的红表激光聚焦形成的部分加热，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进程，以用于左右细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有形成定向流的上风，并裁减了侵入性和直接的接触式节造，所以对生物医学琢磨有着苛重运用代价。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）星空体育，这或者对高度热敏锐的体例有较大的影响，如热敏锐的哺乳动物细胞、可热降解的卵母细胞、热调整的鳃构造等，所以给FLUCS的运用带来了极大控造。

　　正在本文中，作家琢磨了利用分步扫描的形式将激光辅导形成的活动和加热分脱离来。正在盘绕所需轨迹对称漫衍的地方差异引入了附加的交恶标旅途，使得正在感风趣的区（ROI，即倾向区域）内的温度漫衍加倍平均。进一步地，作家还凭据上述的对称闭联正在多达三个分此表标准上（即三条激光扫描线）举办扫描，能够导致部分的温度漫衍加倍平均，同时也能形成定向活动，而且这些活动的旅途根本上没有改造(图1c) 。其余，表部还利用了帕尔贴来冷却样品抵达其所需的温度。作家尝试注明恒温，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的技艺，明显的低落了激光加热的影响，同时能完毕线虫胚胎的热粘性定向活动，并远远突出其内源性活动的速率，验证了该体例的效率。鉴于其不但大大裁减了加热导致的温度漫衍不服均的影响，还保存了FLUCS的重要特性（定向、多性能星空体育、非侵入性、触觉），ISO-FLUCS希望成为生物学和资料科学中高温敏锐体例中光学操作的新准则。

　　图1：a. FLUCS安装的光道，也许同时成像并辅导细胞正在液体中的活动。辅导细胞活动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举办X/Y扫描，并映照到二向色镜上，从而与成像的光道勾结到一同。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。激光映照正在ROI内导致温度升高形成定向活动。同时，ROI通过毗邻到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对一切样品举办加热或冷却星空体育。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光形成的模仿温度漫衍。c. 两步扫描形式平均地加热一切ROI的模仿温度漫衍。

　　为了正在不形成大温度梯度的处境下还能得回守旧FLUCS的本能，有需要将温度与热粘性流的引入举办解耦。完毕这个倾向的技巧之一便是创修特此表扫描旅途正在更大的区域内使温度平均化。热粘性流的速率重要取决于激光沿特定旅途扫描的频率恒温，而不是取决于激光加热的速率。所以，能够加快主扫描形式（即沿着定向流速的目标），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼部门。这种占空比的有用低落将为引入二次扫描点供应空间，从而能够正在给定的占空比内将加热扩散到更大的区域，有用地使温度平均化恒温。

　　正在上述根本计划的领导下，作家最先追求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漫衍（图2a-d）。随后作家核心琢磨了正在多个激光加热门的处境下星空体育，多个热门的星散度和形成的温度漫衍之间的影响，当不思考光斑的整体参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳隔绝为5.6微米（图2e-f）星空体育eLight·封面 准恒温境况下的生物光流控。

　　接下来必要打算时分上的扫描序列，该打算有两点央求：（1）正在一个扫描周期内以相似的频率平均加热所需的通清点，（2）依旧也许辅导出所需的定向流场。同时还必要贯注，扫描的频率必要足够高，使得正在两个连绵的周期内访候统一个点之间的时分延迟要显明低于热粘性表象的特点时分标准。所以，作家提出了一种由七条平行等距线构成的浅易的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中央的那条线上辅导定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B泄露于红表激光时的时分均匀荧光图像。b. 甘油/水溶液中罗丹明B的荧光衡量出来的温度弧线。c. 由螺旋图案惹起的模仿温度漫衍和d相应的温度直方图。e. 由安置正在分别星散隔绝的两个热门形成的模仿温度漫衍。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的星散隔绝时，ROl内的温度漫衍相对平均。f面板e中ROl内衡量的温度漫衍的准则差行动热斑之间星散隔绝的函数，讲明最佳隔绝为5.6微米。g. 多个热门处境下由螺旋图案惹起的模仿温度漫衍和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的本能相般配，作家举办了尝试验证（如图4）。依据尝试中粒子轨迹与场的漫衍（图4a，e）能够涌现，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热成绩险些统统被抑止，而且形成了与单极加热相似乎的场对称性。尝试中还对场中粒子的速率举办了衡量（图4b，f），能够涌现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，不过速率能够通过激光的功率很便当的调整（图4i，j）。终末为认识释ISO-FLUCS的杰出性，和守旧的FLUCS比拟，能够涌现正在ROI内的温度畛域明显的被平均化（图4c，d恒温，g，h，k，l）。

　　除此除表，作家正在能保存ISO-FLUCS的个性的根底上，还追求了更繁复的扫描形式。而且正在尝试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的杰出性，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的形式。

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