近来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学商酌以是及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描历程中欺骗对称性闭连解耦激光加热和热滚动指引两者之间的闭连，完毕了准恒温漫衍场下线虫胚胎正在体系中的定向滚动。该ISO-FLUCS技艺希望成为生物学和资料科学中温度敏锐体系中光学操作的新模范南宫ng体育。

　　微纳操控技艺正在资料科学、胶体物理学和性命科学等界限被广大行使。光学指引的热粘性流，也被称为聚焦光指引的细胞质流（FLUCS），便是近年备受注意的微纳操控技艺之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转变之间庞大的互相用意出现的热粘性流，通过照耀样品的红表激光聚焦出现的局限加热，导致流体密度和粘度的转变恒温，从而激发局限的液体滚动以及传输历程，以用于独霸细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有出现定向流的上风，并裁汰了侵入性和直接的接触式掌握，于是对生物医学商酌有着紧急行使代价南宫ng体育eLight·封面 准恒温处境下的生物光流控。然而，正在FLUCS中，局限激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这不妨对高度热敏锐的体系有较大的影响，如热敏锐的哺乳动物细胞、可热降解的卵母细胞、热调动的鳃构造等，于是给FLUCS的行使带来了极事势部。

　　正在本文中，作家商酌了运用分步扫描的格式将激光指引出现的滚动和加热分脱离来。正在环绕所需轨迹对称漫衍的地方辞别引入了附加的反偏向旅途南宫ng体育，使得正在感风趣的区（ROI南宫ng体育，即倾向区域）内的温度漫衍尤其匀称。进一步地，作家还凭据上述的对称闭连正在多达三个差其余标准上（即三条激光扫描线）举行扫描，能够导致局限的温度漫衍尤其匀称，同时也能出现定向滚动，而且这些滚动的旅途根本上没有蜕变(图1c) 。别的，表部还运用了帕尔贴来冷却样品抵达其所需的温度。作家尝试证据，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滚动，并远远越过其内源性滚动的速率，验证了该体系的用意。鉴于其不但大大裁汰了加热导致的温度漫衍不匀称的影响，还保存了FLUCS的重要特质（定向、多效用南宫ng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系中光学操作的新模范南宫ng体育。

　　图1：a. FLUCS装备的光道，也许同时成像并指引细胞正在液体中的滚动。指引细胞滚动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举行X/Y扫描，并照耀到二向色镜上，从而与成像的光道集合到一齐。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。激光照耀正在ROI内导致温度升高出现定向滚动。同时，ROI通过贯穿到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对一切样品举行加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光出现的模仿温度漫衍。c. 两步扫描形式匀称地加热一切ROI的模仿温度漫衍。

　　为了正在不出现大温度梯度的情状下还能获取守旧FLUCS的职能，有须要将温度与热粘性流的引入举行解耦。完毕这个倾向的手腕之一便是创修异常的扫描旅途正在更大的区域内使温度匀称化。热粘性流的速率重要取决于激光沿特定旅途扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率。于是，能够加快主扫描形式（即沿着定向流速的偏向），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼局限。这种占空比的有用低落将为引入二次扫描点供给空间，从而能够正在给定的占空比内将加热扩散到更大的区域，有用地使温度匀称化。

　　正在上述根本计划的指引下，作家最先找寻了单激光热门扫描形式下中红表荧光激勉以及螺旋图案惹起的强度和温度漫衍（图2a-d）。随后作家核心商酌了正在多个激光加热门的情状下，多个热门的辨别度和出现的温度漫衍之间的影响，当不思考光斑的实在参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要打算时代上的扫描序列，该打算有两点请求：（1）正在一个扫描周期内以一致的频率匀称加热所需的通盘货，（2）仍然也许指引出所需的定向流场。同时还必要戒备，扫描的频率必要足够高，使得正在两个继续的周期内拜候统一个点之间的时代延迟要昭着低于热粘性表象的特色时代标准。于是，作家提出了一种由七条平行等距线构成的大略的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中心的那条线上指引定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B揭发于红表激光时的时代均匀荧光图像。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. 由安排正在差别辨别间隔的两个热门出现的模仿温度漫衍。相应的强度截面显示恒温，正在约莫5.6微米的辨别间隔时，ROl内的温度漫衍相对匀称。f面板e中ROl内衡量的温度漫衍的模范差举动热斑之间辨别间隔的函数，注解最佳间隔为5.6微米。g. 多个热门情状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的职能能否与守旧的FLUCS的职能相成家，作家举行了尝试验证（如图4）。按照尝试中粒子轨迹与场的漫衍（图4a，e）能够创造南宫ng体育，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热结果简直一律被克造，而且出现了与单极加热相雷同的场对称性。尝试中还对场中粒子的速率举行了衡量（图4b，f），能够创造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，可是速率能够通过激光的功率很简单的调动（图4i，j）。末了为理会说ISO-FLUCS的优异性，和守旧的FLUCS比拟，能够创造正在ROI内的温度周围明显的被匀称化（图4c，d，g，h，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的性情的根蒂上，还找寻了更庞大的扫描形式。而且正在尝试上完毕了正在体内独霸线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的优异性，并为温度敏锐性样本的操控供给了一种新的格式。

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