近来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学磋商因此及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描流程中诈骗对称性干系解耦激光加热和热滚动指示两者之间的干系，竣工了准恒温漫衍场下线虫胚胎正在体例中的定向滚动。该ISO-FLUCS技巧希望成为生物学和资料科学中温度敏锐体例中光学操作的新轨范。

　　微纳操控技巧正在资料科学、胶体物理学和性命科学等范畴被遍及使用。光学指示的热粘性流，也被称为聚焦光指示的细胞质流（FLUCS），便是近年备受注视的微纳操控技巧之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转化之间繁复的彼此功用发生的热粘性流，通过照耀样品的红表激光聚焦发生的部分加热不朽情缘官网，导致流体密度和粘度的转化，从而激发部分的液体滚动以及传输流程，以用于应用细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有发生定向流的上风，并裁减了侵入性和直接的接触式管造，因而对生物医学磋商有着紧要使用价格。然而，正在FLUCS中，部分激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这可以对高度热敏锐的体例有较大的影响，如热敏锐的哺乳动物细胞、可热降解的卵母细胞、热治疗的鳃结构等，因而给FLUCS的使用带来了极大控造。

　　正在本文中，作家磋商了行使分步扫描的办法将激光指示发生的滚动和加热分分开来。正在盘绕所需轨迹对称漫衍的地方分袂引入了附加的抵造象途径，使得正在感意思的区（ROI，即宗旨区域）内的温度漫衍愈加平均。进一步地，作家还凭借上述的对称干系正在多达三个差其余标准上（即三条激光扫描线）举办扫描，可能导致部分的温度漫衍愈加平均，同时也能发生定向滚动，而且这些滚动的途径根基上没有变动(图1c) 。其余，表部还行使了帕尔贴来冷却样品到达其所需的温度。作家实践注明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的技巧，明显的消重了激光加热的影响，同时能竣工线虫胚胎的热粘性定向滚动，并远远超出其内源性滚动的速率，验证了该体例的功用。鉴于其不只大大裁减了加热导致的温度漫衍不屈均的影响，还保存了FLUCS的首要特质（定向、多功用、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例中光学操作的新轨范。

　　图1：a. FLUCS安装的光道，也许同时成像并指示细胞正在液体中的滚动。指示细胞滚动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举办X/Y扫描，并照耀到二向色镜上，从而与成像的光道贯串到沿途。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内导致温度升高发生定向滚动。同时，ROI通过接连到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对悉数样品举办加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光发生的模仿温度漫衍。c. 两步扫描形式平均地加热悉数ROI的模仿温度漫衍。

　　为了正在不发生大温度梯度的境况下还能获取守旧FLUCS的本能，有需要将温度与热粘性流的引入举办解耦。竣工这个宗旨的措施之一便是创修特其余扫描途径正在更大的区域内使温度平均化。热粘性流的速率首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。因而，可能加快主扫描形式（即沿着定向流速的对象），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼局限不朽情缘官网eLight·封面 准恒温境遇下的生物光流控。这种占空比的有用消重将为引入二次扫描点供应空间，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。

　　正在上述根基计划的指挥下，作家起初探寻了单激光热门扫描形式下中红表荧光激励以及螺旋图案惹起的强度和温度漫衍（图2a-d）。随后作家中心磋商了正在多个激光加热门的境况下，多个热门的分辨度和发生的温度漫衍之间的影响，当不探求光斑的全部参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳隔绝为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来需求策画时分上的扫描序列，该策画有两点恳求：（1）正在一个扫描周期内以相像的频率平均加热所需的全豹点，（2）如故也许指示出所需的定向流场。同时还需求留意，扫描的频率需求足够高，使得正在两个连结的周期内拜望统一个点之间的时分延迟要明明低于热粘性地步的特点时分标准。因而，作家提出了一种由七条平行等距线构成的方便的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中心的那条线上指示定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B袒露于红表激光时的时分均匀荧光图像。b. 甘油/水溶液中罗丹明B的荧光丈量出来的温度弧线。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. 由安顿正在差别分辨隔绝的两个热门发生的模仿温度漫衍。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的分辨隔绝时，ROl内的温度漫衍相对平均。f面板e中ROl内丈量的温度漫衍的轨范差行为热斑之间分辨隔绝的函数，证实最佳隔绝为5.6微米。g. 多个热门境况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的本能能否与守旧的FLUCS的本能相成婚，作家举办了实践验证（如图4）。遵照实践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）的加热结果险些齐全被欺压不朽情缘官网，而且发生了与单极加热相相似的场对称性。实践中还对场中粒子的速率举办了丈量（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，然而速率可能通过激光的功率很便当的治疗（图4i，j）。结果为知道释ISO-FLUCS的卓越性恒温，和守旧的FLUCS比拟，可能涌现正在ROI内的温度局限明显的被平均化（图4c不朽情缘官网，d，g，h，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的特质的根本上，还探寻了更繁复的扫描形式。而且正在实践上竣工了正在体内应用线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的卓越性不朽情缘官网，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的办法。

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