比来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学商量于是及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描经过中愚弄对称性干系解耦激光加热和热活动辅导两者之间的干系，完成了准恒温分拆档下线虫胚胎正在编造中的定向活动恒温。该ISO-FLUCS工夫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程序南宫28。

　　微纳操控工夫正在原料科学、胶体物理学和性命科学等范畴被遍及使用。光学辅导的热粘性流，也被称为聚焦光辅导的细胞质流（FLUCS），便是近年备受属宗旨微纳操控工夫之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度转变之间繁杂的彼此影响形成的热粘性流，通过照耀样品的红表激光聚焦形成的局限加热，导致流体密度和粘度的转变，从而激发局限的液体活动以及传输经过，以用于专揽细胞和发育中胚胎的细胞质南宫28。FLUCS拥有形成定向流的上风恒温，并裁减了侵入性和直接的接触式节造，于是对生物医学商量有着紧张使用价格。然而，正在FLUCS中，局限激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这恐怕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、热调理的鳃机合等，于是给FLUCS的使用带来了极大控造。

　　正在本文中恒温，作家商量了应用分步扫描的办法将激光辅导形成的活动和加热分脱离来。正在环绕所需轨迹对称分散的地方差别引入了附加的反宗旨道途，使得正在感兴味的区（ROI，即对象区域）内的温度分散越发匀称。进一步地，作家还凭据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）实行扫描，可能导致局限的温度分散越发匀称，同时也能形成定向活动，而且这些活动的道途基础上没有厘革(图1c) 。此表，表部还应用了帕尔贴来冷却样品到达其所需的温度。作家实践阐明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的工夫恒温，明显的下降了激光加热的影响，同时能完成线虫胚胎的热粘性定向活动南宫28，并远远超越其内源性活动的速率，验证了该编造的影响。鉴于其不只大大裁减了加热导致的温度分散不匀称的影响，还保存了FLUCS的首要特征（定向、多成效、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程序。

　　图1：a. FLUCS安装的光道，可能同时成像并辅导细胞正在液体中的活动。辅导细胞活动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)实行X/Y扫描，并照耀到二向色镜上，从而与成像的光道纠合到一块。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内导致温度升高形成定向活动。同时，ROI通过贯串到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对所有样品实行加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光形成的模仿温度分散。c. 两步扫描形式匀称地加热所有ROI的模仿温度分散。

　　为了正在不形成大温度梯度的环境下还能获取古板FLUCS的职能，有须要将温度与热粘性流的引入实行解耦。完成这个对象的法子之一便是创筑特殊的扫描道途正在更大的区域内使温度匀称化。热粘性流的速率首要取决于激光沿特定道途扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率恒温。于是，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部门。这种占空比的有用下降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，有用地使温度匀称化。

　　正在上述基础计划的引导下，作家开始搜求了单激光热门扫描形式下中红表荧光激勉以及螺旋图案惹起的强度和温度分散（图2a-d）。随后作家要点商量了正在多个激光加热门的环境下南宫28，多个热门的辞别度和形成的温度分散之间的影响，当不探究光斑的完全参数时，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要打算时候上的扫描序列，该打算有两点请求：（1）正在一个扫描周期内以类似的频率匀称加热所需的一切点，（2）已经可能辅导出所需的定向流场。同时还必要防卫，扫描的频率必要足够高，使得正在两个贯串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色时候标准。于是，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辅导定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B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分散和d相应的温度直方图。e. 由安放正在差异辞别间隔的两个热门形成的模仿温度分散。相应的强度截面显示，正在约莫5.6微米的辞别间隔时，ROl内的温度分散相对匀称。f面板e中ROl内衡量的温度分散的程序差行动热斑之间辞别间隔的函数，注脚最佳间隔为5.6微米。g. 多个热门环境下由螺旋图案惹起的模仿温度分散和h相应的温度直方图。

　　为了确定ISO-FLUCS的职能能否与古板的FLUCS的职能相立室，作家实行了实践验证（如图4）。遵照实践中粒子轨迹与场的分散（图4a，e）可能发掘，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热成绩险些统统被抑低，而且形成了与单极加热相似乎的场对称性。实践中还对场中粒子的速率实行了衡量（图4b，f），可能发掘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便当的调理（图4i，j）。结果为了分析ISO-FLUCS的杰出性，和古板的FLUCS比拟，可能发掘正在ROI内的温度边界明显的被匀称化（图4c，d，g，h南宫28eLight·封面 准恒温情况下的生物光流控，k，l）。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的特点的本原上，还搜求了更繁杂的扫描形式。而且正在实践上完成了正在体内专揽线虫的细胞质。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应了一种新的办法。

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