飞秒激光操控细胞的研究

冉玲苓，石宏新，尹志刚

（1．黑龙江大学 电子工程学院，哈尔滨 150080；2．黑龙江科技学院 理学院，哈尔滨 150027）

0 引 言

光镊是一种以激光的力学效应为基础的物理工具，是强会聚光场与微粒相互作用时形成的光学势阱。贝尔实验室的A．Ashkin在这一领域做出了开创性的工作。1970年，A．Ashkin首次在实验室中观察到激光的辐射力，成功地完成了激光悬浮微粒的实验［1］，他提出了利用光压操纵微粒的思想，并建立了一套利用光压来操纵微粒的工具［2－3］。

光镊技术出现之后，A．Ashkin和J．Dziedzic分别对病毒和细菌进行了捕获和操控的实验［4－5］，实验结果证明适当的激光功率对生物组织不会造成明显的损伤。随后，研究者们陆续利用光镊技术开展了细胞融合、硅球排列、细胞分离、测定马达蛋白作用力及运动步幅、克服分子马达引起的细胞旋转动力等多方面的工作［6］。这充分表明光镊技术是一项极具活力的新兴技术，它的出现为生命科学等多方面的发展提供了新的研究手段。

天津大学首先提出了飞秒激光光镊的概念，他们提出飞秒激光光镊与连续光光镊不同的是在飞秒光镊中作用在粒子上的光学梯度力是脉冲式［7］；王清月领导的课题组以高重复率飞秒激光为光源对血红细胞、白细胞、聚苯乙烯微球、病毒等均实现了稳定捕获，并比较了飞秒激光与连续激光的捕获能力。他们对单细胞的操作和光动力学对癌细胞的诊断和治疗方面进行了研究，提出了光动力治疗法［8］；圣德安鲁斯大学的研究小组采用单光束梯度力光阱对1．28μm的硅球进行了研究［9］；……