迩来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学商酌是以及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描经过中愚弄对称性相干解耦激光加热和热活动辅导两者之间的相干，杀青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本领希望成为生物学和质料科学中温度敏锐体例中光学操作的新圭表。

　　微纳操控本领正在质料科学、胶体物理学和人命科学等周围被广博运用。光学辅导的热粘性流，也被称为聚焦光辅导的细胞质流（FLUCS），即是近年备受注意的微纳操控本领之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转移之间杂乱的彼此用意形成的热粘性流，通过映照样品的红表激光聚焦形成的片面加热，导致流体密度和粘度的转移，从而激励片面的液体活动以及传输经过，以用于掌握细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有形成定向流的上风，并淘汰了侵入性和直接的接触式局限，以是对生物医学商酌有着紧要运用代价。然而，正在FLUCS中，片面激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这可以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，以是给FLUCS的运用带来了极大控造。

　　正在本文中星空体育，作家商酌了利用分步扫描的办法将激光辅导形成的活动和加热分脱节来。正在缠绕所需轨迹对称漫衍的地方分散引入了附加的驳斥象途途，使得正在感兴味的区（ROI星空体育，即对象区域）内的温度漫衍特别匀称。进一步地，作家还凭借上述的对称相干正在多达三个区此表标准上（即三条激光扫描线）实行扫描星空体育eLight·封面 准恒温境遇下的生物光流控，可能导致片面的温度漫衍特别匀称，同时也能形成定向活动，而且这些活动的途途基础上没有调度(图1c) 。此表，表部还利用了帕尔贴来冷却样品到达其所需的温度。作家实践表明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的本领，明显的低浸了激光加热的影响，同时能杀青线虫胚胎的热粘性定向活动星空体育，并远远胜过其内源性活动的速率，验证了该体例的用意。鉴于其不只大大淘汰了加热导致的温度漫衍不匀称的影响，还保存了FLUCS的首要特性（定向、多功用、非侵入性、触觉），ISO-FLUCS希望成为生物学和质料科学中高温敏锐体例中光学操作的新圭表。

　　图1：a. FLUCS装备的光途，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)实行X/Y扫描，并映照到二向色镜上，从而与成像的光途团结到一同。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通过相接到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对扫数样品实行加热或冷却。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. 两步扫描形式匀称地加热扫数ROI的模仿温度漫衍。

　　为了正在不形成大温度梯度的状况下还能取得古板FLUCS的机能，有需要将温度与热粘性流的引入实行解耦。杀青这个对象的手段之一即是创筑分表的扫描途途正在更大的区域内使温度匀称化。热粘性流的速率首要取决于激光沿特定途途扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率。以是，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片面。这种占空比的有用低浸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，有用地使温度匀称化。

　　正在上述基础计划的向导下，作家起初追求了单激光热门扫描形式下中红表荧光激励以及螺旋图案惹起的强度和温度漫衍（图2a-d）。随后作家中心商酌了正在多个激光加热门的状况下，多个热门的分散度和形成的温度漫衍之间的影响，当不思虑光斑的整个参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要计划光阴上的扫描序列，该计划有两点请求：（1）正在一个扫描周期内以相像的频率匀称加热所需的整个点，（2）仍旧也许辅导出所需的定向流场。同时还必要留心，扫描的频率必要足够高，使得正在两个持续的周期内访候统一个点之间的光阴延迟要彰彰低于热粘性形象的特性光阴标准。以是，作家提出了一种由七条平行等距线构成的简略的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显示于红表激光时的光阴均匀荧光图像。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漫衍和d相应的温度直方图。e. 由安顿正在区别分散间隔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微米的分散间隔时，ROl内的温度漫衍相对匀称。f面板e中ROl内丈量的温度漫衍的圭表差行为热斑之间分散间隔的函数，标明最佳间隔为5.6微米。g. 多个热门状况下由螺旋图案惹起的模仿温度漫衍和h相应的温度直方图恒温。

　　为了确定ISO-FLUCS的机能能否与古板的FLUCS的机能相成家，作家实行了实践验证（如图4）。遵照实践中粒子轨迹与场的漫衍（图4a，e）可能涌现，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热后果险些一律被压迫，而且形成了与单极加热相相同的场对称性。实践中还对场中粒子的速率实行了丈量（图4b，f），可能涌现ISO-FLUCS中粒子的速率较低星空体育，这是由于均匀之后正在该条扫描线上的能量偏低，然则速率可能通过激光的功率很利便的调整（图4i，j）。结果为了声明ISO-FLUCS的卓异性，和古板的FLUCS比拟，可能涌现正在ROI内的温度限造明显的被匀称化（图4c，d，g，h星空体育，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的特色的根源上，还追求了更杂乱的扫描形式。而且正在实践上杀青了正在体内掌握线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的卓异性，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的办法。

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