微流控芯片上的阵列光镊系统：颗粒捕获与分选新方法

"本文介绍了适用于微流控芯片颗粒分选的阵列光镊系统，通过双平板剪切干涉法实现高精度的颗粒捕获和移动，结合微流控芯片技术，有望成为微纳尺度分析的重要工具。" 正文： 微流控芯片在生物科学和纳米技术领域扮演着关键角色，其独特的特性使得小体积样本的处理和分析变得高效。阵列光镊作为一种精密的光学操纵技术，被广泛应用于粒子操控，尤其是细胞和生物大分子的精确操作。该系统基于双平板剪切干涉原理，利用多光束干涉产生高亮度且边缘清晰的明暗条纹，这些条纹产生的光学梯度力能够有效捕获和移动微小颗粒。 双平板剪切干涉法的核心在于调整光束的相位差，从而控制产生的条纹周期。这种灵活性使得光镊系统可以根据需要捕获不同大小和性质的颗粒。同时，由于条纹的周期可调，阵列光镊能够实现对微小颗粒的精细定位和动态控制，为微流控芯片上的颗粒分选提供了可能。 微流控芯片的制备通常采用化学刻蚀法，尤其是对于玻璃材质的芯片，其优良的光学性能、力学性能和电绝缘性使其成为生物实验的理想选择。玻璃微流控芯片对蛋白等生物分子的吸附性低，减少了非特异性绑定，确保了实验结果的准确性。此外，微流控芯片的微米级通道设计使得样本流过时，样本量的需求显著减少，这不仅节约了昂贵的生物样本，也提高了实验的经济性和效率。 阵列光镊与微流控芯片的结合，将两者的优势集于一身，实现了微小颗粒的高效捕获、精确移动以及快速分选。这一技术在生物医学研究、药物筛选、细胞生物学等领域有巨大的应用潜力。例如，它可以用于分离特定类型的细胞，进行单细胞分析，或者在纳米尺度上操控生物大分子，如蛋白质和核酸，进行功能研究或结构解析。 阵列光镊系统结合微流控芯片的创新技术，为生物纳米科学带来了革命性的进步。通过优化设计和持续的技术改进，这种技术有望在未来的科学研究和临床诊断中发挥更大的作用。