激光技术在生物科学中的应用|凯时人生就是搏

随着激光技术、光谱技术、显微镜技术以及光纤技术的飞速发展，它们在生物科学的研究与医学临床中的应用于与医学临床中的应用于更加了解和普遍，已沦为现代生命科学中的最重要工具，并为之带给革命性变化。　　荧光探剂与激光扫描共计温显微镜法术　　激光扫描共计温显微镜法术的基本原理是，在细胞内一个给定指定的深度上将激光束探讨成线度相似单个分子的大于的斑点，并在细胞内一定深度的层面上展开扫瞄，通过光学系统，才可获得细胞一个层面的明晰图象。

倒数转变激光的探讨深度，在一系列的层面上展开扫瞄，最后取得整个细胞的三维图象。利用目前已约上千种与细胞内有所不同分子（或离子）特异性融合的荧光探针，人们就可以必要观测活细胞中各种最重要生物分子的方位、运动以及与其它分子的相互作用等。例如观测细胞骨架上的微管、微丝与中间纤维，仔细观察信号转导通路上的各种最重要的酶与信使分子，还可利用基因重组技术将自身有数的荧光蛋白引进细胞，用激光扫描共计温显微镜研究基因的传达、细胞内蛋白质的相互作用与细胞内的交通等。

荧光探针和荧光蛋白与激光共计温显微镜法术的融合，使人们需要看见细胞内一个既简单又异彩纷呈的世界。　　多光子荧光光学技术　　目前，共计温显微镜光学法术用于的是红外线波段的氩离子激光器，因此有可能引发活细胞的受损。

利用多光子，如多光子唤起，最少有以下三个优点：一是由于将近红外光唤起，故对活细胞的受损大大增大；二是在的组织中由于将近红外光比红外线的透光率低，因此可观测样品中更加深层的荧光光学；三是许多用在可见区甚至紫区的荧光探剂再不可以用于。这种技术主要是用于高强度红外激光，使双光子的唤起效率与短波长的单光子非常。

现在有数一些激光器符合这一拒绝。　　光钳和单分子操作者　　光钳（Opticaltweezer）技术问世于20世纪80年代，发展于90年代。

其基本原理是：当一个微粒（如一个与生物大分子融合的硅珠）正处于一个强度按高斯分布的激光光束中时，由于光场强度的空间变化，光束将对微粒产生一种梯度压力，抗拒其横过光束中心，并使其平稳在那里。这样，激光束就形似钳子将粒子牢牢地钳住，并令其随光束人为地移动。

光钳产生在微粒上的压力各不相同光的波长、光束的宽度及功率等。当激光器的功率为几毫瓦到几瓦时，产生于尺寸为微米大小的微粒上的力约为几个到几百皮(10-10)牛顿。为了不使激光被生物的组织反感吸取，为了不使激光被生物的组织反感吸取，光钳一般用于近红外激光器光源。光钳技术的最重要应用于是，借以研究和观测与肌肉膨胀、细胞分裂、蛋白质制备等密切相关的一类蛋白质分子马达。

研究时，将一个微米大小的硅珠或聚苯乙烯珠与这些分子马达相接在一起，在显微镜下用光钩钩寄居小珠，启动分子马达，就可以测量出有分子马达运动时产生的力。德国学者早已用激光在卵细胞膜上纸带，用光钩将精子逃跑并送到卵细胞，大大提高了体外受精的成功率。今后，新一代的光钳将不具备施力的反馈机制，使光钳加在捕猎的离子上的力能转变其大小，从而研究影响分子马达的各种因素。光钳还可以用来对细胞展开各种加工等。

因此，光钳将在细胞工程技术方面充分发挥最重要的起到。

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