比来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学咨议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合连解耦激光加热和热滚动劝导两者之间的合连，实行了准恒温散布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准绳。

　　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平凡行使。光学劝导的热粘性流，也被称为聚焦光劝导的细胞质流（FLUCS），即是近年备受注目标微纳操控技巧之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度变动之间繁复的互相用意形成的热粘性流，通过映照样品的红表激光聚焦形成的限造加热，导致流体密度和粘度的变动开元游戏大厅网站，从而激励限造的液体滚动以及传输历程开元游戏大厅网站，以用于安排细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有形成定向流的上风，并裁减了侵入性和直接的接触式限造，以是对生物医学咨议有着紧张行使价格。然而，正在FLUCS中，限造激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这能够对高度热敏锐的体例有较大的影响恒温，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，以是给FLUCS的行使带来了极时势限。

　　正在本文中，作家咨议了应用分步扫描的格式将激光劝导形成的滚动和加热分分开来。正在环绕所需轨迹对称散布的地方辞别引入了附加的反偏向旅途，使得正在感兴会的区（ROI，即宗旨区域）内的温度散布特别匀称。进一步地，作家还依照上述的对称合连正在多达三个分其余标准上（即三条激光扫描线）举办扫描，能够导致限造的温度散布特别匀称，同时也能形成定向滚动，而且这些滚动的旅途根基上没有改换(图1c) 。其余，表部还应用了帕尔贴来冷却样品抵达其所需的温度。作家实行阐明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的技巧，明显的下降了激光加热的影响，同时能实行线虫胚胎的热粘性定向滚动，并远远突出其内源性滚动的速率，验证了该体例的用意。鉴于其不但大大裁减了加热导致的温度散布不匀称的影响，还保存了FLUCS的紧要特色（定向、多功效、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准绳。

　　图1：a. FLUCS安装的光道，也许同时成像并劝导细胞正在液体中的滚动。劝导细胞滚动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举办X/Y扫描，并映照到二向色镜上，从而与成像的光道联络到沿道。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内导致温度升高形成定向滚动。同时，ROI通过贯穿到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对扫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形成的模仿温度散布。c. 两步扫描形式匀称地加热扫数ROI的模仿温度散布。

　　为了正在不形成大温度梯度的境况下还能取得守旧FLUCS的职能，有需要将温度与热粘性流的引入举办解耦。实行这个宗旨的形式之一即是创修卓殊的扫描旅途正在更大的区域内使温度匀称化。热粘性流的速率紧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。以是，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。这种占空比的有用下降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。

　　正在上述根基计划的领导下，作家最先寻觅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散布（图2a-d）。随后作家重心咨议了正在多个激光加热门的境况下，多个热门的区别度和形成的温度散布之间的影响，当不商讨光斑的的确参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳隔绝为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要计划年华上的扫描序列，该计划有两点央浼：（1）正在一个扫描周期内以肖似的频率匀称加热所需的悉数点，（2）还是也许劝导出所需的定向流场。同时还必要防备，扫描的频率必要足够高，使得正在两个陆续的周期内探访统一个点之间的年华延迟要彰彰低于热粘性景色的特质年华标准。以是，作家提出了一种由七条平行等距线构成的粗略的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中央的那条线上劝导定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B展现于红表激光时的年华均匀荧光图像。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散布和d相应的温度直方图。e. 由睡觉正在分别区别隔绝的两个热门形成的模仿温度散布。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的区别隔绝时，ROl内的温度散布相对匀称。f面板e中ROl内衡量的温度散布的准绳差行为热斑之间区别隔绝的函数，标明最佳隔绝为5.6微米。g. 多个热门境况下由螺旋图案惹起的模仿温度散布和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的职能相立室，作家举办了实行验证（如图4）。按照实行中粒子轨迹与场的散布（图4a，e）能够创造开元游戏大厅网站eLight·封面 准恒温处境下的生物光流控，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热恶果简直完整被抑止，而且形成了与单极加热相近似的场对称性。实行中还对场中粒子的速率举办了衡量（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，然则速率能够通过激光的功率很简单的调动（图4i，j）。末了为了证据ISO-FLUCS的杰出性，和守旧的FLUCS比拟，能够创造正在ROI内的温度界限明显的被匀称化（图4c，d，g，h，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的特质的本原上，还寻觅了更繁复的扫描形式。而且正在实行上实行了正在体内安排线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的杰出性，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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