光镊技术在单分子和病毒研究中的应用.pdf

J Infect 国际流行病学传染病学杂志2014年2月第41卷第1期Inter Dis，February2014，V01．41，No． Epidemiol ·综述· 光镊技术在单分子及病毒研究中的应用 陈科达忻亚娟 【摘要】光镊技术自1986年诞生以来，已广泛用于生命科学的研究，尤其对单分子的研究更是热f’J领 域。此文简要介绍光镊技术的原理及其在单分子和病毒学相关方面的研究应用，同时展单该技术在病毒研究 上可能应用前景，为该领域进一步突破提供新的思路和技术支持，、 【关键词】光镊技术；单分子；病毒 Cben Y of tweezersin molecularand Keda，Xhl Applicationoptical single virologicalstudy t妇tm．h2stitutetd Virus 310013，China Disease，ZhejiangAcadem)’矿MedicalSciences，Htmgzhou author：Xin CorrespondingYajuo％E-mail：xinaken@hotmaiLcom tweezer havebeen usedinlifesciencesint。e1 in 【Abstract】The techniques widely 986。particularly optical article introducesthe of tweezers．andsummarizesits thefieldof molecules．This single briefly principleoptical in mole(一ularand futureresearchareaof tweezersin applicationsingle virologicalstudy．Meanwhile，tile opti(‘al is to newideasantitechnicalforfurther inviralresearch． virologyprospected．sfasprovide supporl breakthrough molecule；Virus 【Keywords】Opticaltweezers；Single 力，一个是梯度力，前者正比于辐射强度指向光传 1986年，美国科学家Ashkin等I。’2l成功利用一 束强会聚激光束实现了对生物微粒的三维捕获，随 播方向，后者正比于光的强度梯度，指向光强度梯 后又成功地捕获了细胞，自此基于激光的光镊技术 度方向。一般情况下，光辐射以散射力为主，表现 诞生了。光镊的原理是基于光与物质微粒之间的动 为推力。而在高度会聚光束(如激光)的光场中，则 量传递的力学效应，因此可以准确、无损伤地捕获 以梯度力为主。此时梯度力和光强梯度都指向某 几十微米甚至几十纳米大小的粒子，而作为非机械 个焦点，形成了，一个三维的能量势阱，当一个粒子 性的操控，它对捕获微粒的周围环境以及其他相关 被施加一个指向光束焦点的合力，该粒子总是能 影响甚微。因而在生命科学研究中，该技术得到了 稳定地趋向于焦点，因而能够被稳定地捕获，而这 广泛应用，比如对细胞、细胞器、细胞骨架、染色体 个光学势阱(即单光束梯度力光阱)正是光镊的基 及单分