纳米光镊技术的发展与应用

【作者】 朱艳英； 魏勇； 高秋娟；

【机构】 燕山大学理学院应用物理系；

【摘要】 众所周知,生命和信息科学将是21世纪的领头科学。最近纳米科技又成为科技界,乃至大众的热门话题。原因之一是各国都将纳米科技视作确保在21世纪科技领先的战略发展重点。一门纳米科技与生物学的交叉前沿学科——纳米生物学也随之产生。纳米生物学所研究的生物体系主要是生物大分子及其复合体,要对生物大分子在生命过程中的行为和功能进行实验研究,必须要有合适的实验手段。这种手段首先要能按照我们的愿望操纵和排布分子,又不造成损伤和对它周围环境的干扰,从而可以跟踪观察它们在真实生命活动中的基本过程。光镊技术恰恰在这一点上具有不可比拟的优势。这里简单阐述了光镊的基本知识、纳米光镊技术的特点,归纳和总结了纳米光镊技术最新方面的研究进展,详细的叙述了一些先进组合技术在改进光镊装置构造、操作精度以及校准的特点,尤其是介绍了其中的一些最新的典型应用,诸如检测生物单个大分子的体系、研究蛋白质的弹性和微流变学、对复杂液体中熵力的测量、光镊控制单原子的位置和状态、飞秒激光脉冲研究对双光子荧光性的控制以及DNA的转染等方面, 并在此基础上提出了一些构想和建议。总的来说,利用光镊进行纳米操纵和测量的体系已经发展起来了, 并且在单个大分子的生物机械实验中得到有效应用。这个新方法对深人研究和操纵基因组、蛋白质乃至纳米生物传感器等纳米生物系统都是十分重要的,可以期待将会出现一系列重要的生物学以及其它的需要控制、加工微小粒子学科(诸如空间材料学等)的应用。更多还原