迩来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学考虑以是及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描流程中愚弄对称性干系解耦激光加热和热活动指引两者之间的干系，实行了准恒温漫衍场下线虫胚胎正在编造中的定向活动。该ISO-FLUCS技巧希望成为生物学和原料科学中温度敏锐编造中光学操作的新准绳。

　　微纳操控技巧正在原料科学、胶体物理学和人命科学等界限被平常操纵。光学指引的热粘性流，也被称为聚焦光指引的细胞质流（FLUCS），即是近年备受属主意微纳操控技巧之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转折之间庞大的彼此影响爆发的热粘性流，通过照耀样品的红表激光聚焦爆发的个别加热，导致流体密度和粘度的转折，从而激励个其它液体活动以及传输流程，以用于左右细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有爆发定向流的上风，并删除了侵入性和直接的接触式统造恒温，是以对生物医学考虑有着主要操纵价格。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），这可以对高度热敏锐的编造有较大的影响，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，是以给FLUCS的操纵带来了极大束缚。

　　正在本文中，作家考虑了行使分步扫描的格式将激光指引爆发的活动和加热分摆脱来。正在盘绕所需轨迹对称漫衍的地方永诀引入了附加的反倾向途径，使得正在感风趣的区（ROI，即方向区域）内的温度漫衍特别平均。进一步地，作家还按照上述的对称干系正在多达三个差异的标准上（即三条激光扫描线）举办扫描，可能导致个其它温度漫衍特别平均，同时也能爆发定向活动，而且这些活动的途径根基上没有转移(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。作家实行阐明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的技巧，明显的低浸了激光加热的影响，同时能实行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，验证了该编造的影响。鉴于其不只大大删除了加热导致的温度漫衍不屈均的影响，还保存了FLUCS的重要特质（定向、多功效、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编造中光学操作的新准绳。

　　图1：a. FLUCS安装的光道，或许同时成像并指引细胞正在液体中的活动。指引细胞活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，从而与成像的光道连合到一道。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。激光照耀正在ROI内导致温度升高爆发定向活动。同时，ROI通过相连到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对通盘样品举办加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光爆发的模仿温度漫衍。c. 两步扫描形式平均地加热通盘ROI的模仿温度漫衍。

　　为了正在不爆发大温度梯度的状况下还能取得守旧FLUCS的本能，有需要将温度与热粘性流的引入举办解耦。实行这个方向的措施之一即是创修特殊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恒温。是以，可能加快主扫描形式（即沿着定向流速的倾向），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼片面。这种占空比的有用低浸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领导下，作家最先搜索了单激光热门扫描形式下中红表荧光勉励以及螺旋图案惹起的强度和温度漫衍（图2a-d）。随后作家要点考虑了正在多个激光加热门的状况下，多个热门的差别度和爆发的温度漫衍之间的影响，当不推敲光斑的全体参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳隔绝为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要策画时分上的扫描序列，该策画有两点央浼：（1）正在一个扫描周期内以无其它频率平均加热所需的完全点，（2）仍然或许指引出所需的定向流场。同时还必要属意，扫描的频率必要足够高，使得正在两个连气儿的周期内拜访统一个点之间的时分延迟要清楚低于热粘性征象的特点时分标准。是以，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表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. 由就寝正在差异差别隔绝的两个热门爆发的模仿温度漫衍。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的差别隔绝时，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准绳差行动热斑之间差别隔绝的函数，标明最佳隔绝为5.6微米。g. 多个热门状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，作家举办了实行验证（如图4）。遵照实行中粒子轨迹与场的漫衍（图4a，e）可能呈现，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热成就简直所有被抑遏，而且爆发了与单极加热相相同的场对称性。实行中还对场中粒子的速率举办了衡量（图4b，f），可能呈现ISO-FLUCS中粒子的速率较低博鱼，这是由于均匀之后正在该条扫描线上的能量偏低，可是速率可能通过激光的功率很利便的治疗（图4i，j）。最终为了评释ISO-FLUCS的优良性，和守旧的FLUCS比拟，可能呈现正在ROI内的温度限度明显的被平均化（图4c，d，g，h，k博鱼，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的个性的底子上，还搜索了更庞大的扫描形式博鱼。而且正在实行上实行了正在体内左右线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的优良性，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的格式博鱼eLight·封面 准恒温情况下的生物光流控。

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