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新型光学镊子用激光器扫描控制细菌

导读: 德国弗莱堡大学微系统工程学院(IMTEK)Alexander Rohrbach和Matthias Koch教授发明了一种光学镊子,用激光器来俘获并扫描微小细长的细菌。

  德国弗莱堡大学微系统工程学院(IMTEK)Alexander Rohrbach和Matthias Koch教授发明了一种光学镊子,用激光器来俘获并扫描微小细长的细菌。

  在这之前,光学镊子只能够用来抓取一个点上细菌,无法实际操控细菌的运动方向。

  在近期的《自然•光子学》(doi:10.1038/nphoton.2012.232)上,研究小组报道了该研究成果。研究中,他们使用了一种螺原体细菌,直径仅为200 nm,由于没有细胞壁,它们能够快速改变自身形态和运动状态。使用这种最新开发的光学镊子,生物物理学家就可以在细菌的整个长度范围内俘获它们,并控制其运动方向。

  激光的一个重要属性是重叠在一起的光粒子能够提高或降低光束的亮度。当激光照射到细菌上,并发生偏转时,与非偏转光重叠在一起,会变得更强,因而,产生的三维图像不仅对比度高,分辨率也很高。利用这种方式,研究人员每秒钟就能够采集到多达1000张的三维图像,详细记录下细菌快速运动的视频资料。

弗莱堡大学研究人员发明的新型光学镊子

  弗莱堡大学生物信号研究中心Rohrbach说:“这一研究的物理意义非常有吸引力,因为细菌的运动与极小的能量变化联系在一起,通常这是几乎不可能进行测量的。所以该成果将成为基础研究的一种实用工具。”

  未来,研究小组将采用这种方法来研究其它细菌的行为和细胞力学,帮助更好地理解细菌感染性疾病的机制。

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