近来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学琢磨于是及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描经过中应用对称性相干解耦激光加热和热活动指引两者之间的相干，竣工了准恒温漫衍场下线虫胚胎正在体系中的定向活动。该ISO-FLUCS本事希望成为生物学和原料科学中温度敏锐体系中光学操作的新尺度。

　　微纳操控本事正在原料科学、胶体物理学和性命科学等范围被广大运用。光学指引的热粘性流恒温，也被称为聚焦光指引的细胞质流（FLUCS），即是近年备受夺方针微纳操控本事之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转折之间丰富的互相效率出现的热粘性流南宫官网入口，通过映照样品的红表激光聚焦出现的个别加热，导致流体密度和粘度的转折，从而激发个其余液体活动以及传输经过，以用于驾驭细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有出现定向流的上风，并淘汰了侵入性和直接的接触式负责，是以对生物医学琢磨有着紧要运用代价。然而，正在FLUCS中，个别激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这也许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、热调理的鳃结构等恒温，是以给FLUCS的运用带来了极大限定。

　　正在本文中，作家琢磨了操纵分步扫描的办法将激光指引出现的活动和加热分脱离来。正在环绕所需轨迹对称漫衍的地方诀别引入了附加的反宗旨途径，使得正在感笑趣的区（ROI，即对象区域）内的温度漫衍愈加平均南宫官网入口eLight·封面 准恒温境况下的生物光流控。进一步地，作家还根据上述的对称相干正在多达三个差其余标准上（即三条激光扫描线）实行扫描，可能导致个其余温度漫衍愈加平均，同时也能出现定向活动，而且这些活动的途径根本上没有改动(图1c) 。其它南宫官网入口，表部还操纵了帕尔贴来冷却样品到达其所需的温度。作家尝试证实，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的本事，明显的消浸了激光加热的影响，同时能竣工线虫胚胎的热粘性定向活动，并远远横跨其内源性活动的速率，验证了该体系的效率。鉴于其不单大大淘汰了加热导致的温度漫衍不服均的影响，还保存了FLUCS的重要特征（定向、多功用南宫官网入口、非侵入性、触觉），ISO-FLUCS希望成为生物学和原料科学中高温敏锐体系中光学操作的新尺度。

　　图1：a. FLUCS安装的光道恒温，不妨同时成像并指引细胞正在液体中的活动恒温。指引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，从而与成像的光道连合到沿道。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内导致温度升高出现定向活动。同时，ROI通过毗连到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对全面样品实行加热或冷却。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. 两步扫描形式平均地加热全面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取得古板FLUCS的本能南宫官网入口，有须要将温度与热粘性流的引入实行解耦。竣工这个对象的要领之一即是创筑出格的扫描途径正在更大的区域内使温度平均化。热粘性流的速率重要取决于激光沿特定途径扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率。是以，可能加快主扫描形式（即沿着定向流速的宗旨），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼个人。这种占空比的有用消浸将为引入二次扫描点供给空间，从而可能正在给定的占空比内将加热扩散到更大的区域，有用地使温度平均化。

　　正在上述根本计划的引导下，作家最先寻找了单激光热门扫描形式下中红表荧光激起以及螺旋图案惹起的强度和温度漫衍（图2a-d）。随后作家中心琢磨了正在多个激光加热门的情状下，多个热门的折柳度和出现的温度漫衍之间的影响，当不研商光斑的的确参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要策画时候上的扫描序列，该策画有两点哀求：（1）正在一个扫描周期内以相仿的频率平均加热所需的全数点，（2）依旧不妨指引出所需的定向流场。同时还必要防备，扫描的频率必要足够高，使得正在两个连结的周期内访谒统一个点之间的时候延迟要昭彰低于热粘性表象的特性时候标准。是以，作家提出了一种由七条平行等距线构成的容易的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败露于红表激光时的时候均匀荧光图像。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. 由安排正在差别折柳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，正在约莫5.6微米的折柳间隔时，ROl内的温度漫衍相对平均。f面板e中ROl内衡量的温度漫衍的尺度差动作热斑之间折柳间隔的函数，剖明最佳间隔为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的本能能否与古板的FLUCS的本能相般配，作家实行了尝试验证（如图4）。依据尝试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）的加热成果简直齐全被压抑，而且出现了与单极加热相相似的场对称性。尝试中还对场中粒子的速率实行了衡量（图4b，f），可能涌现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，不过速率可能通过激光的功率很利便的调理（图4i，j）。末了为了诠释ISO-FLUCS的卓异性，和古板的FLUCS比拟，可能涌现正在ROI内的温度限度明显的被平均化（图4c，d，g，h，k，l）南宫官网入口。

　　除此除表，作家正在能保存ISO-FLUCS的性格的底子上，还寻找了更丰富的扫描形式。而且正在尝试上竣工了正在体内驾驭线虫的细胞质。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给了一种新的办法。

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