该研究展示了如何通过集成OPA系统有效捕获和操控多种微米级粒子，甚至可对细胞进行精细的变形与操作。研究团队开发的这款光学捕捉系统，相比之前的技术，不仅大幅提升了捕获距离，还具备灵活调控光场的功能，尤其适用于生物实验中的单细胞操控和复杂的分子生物力学研究。
以往的光学捕捉技术依赖于台式光学系统，尺寸庞大且成本高昂，且通常需要专用的实验室设备。这类技术虽然能实现微米级和亚微米级的高精度控制，但其复杂性和高成本限制了大规模应用。相比之下，集成的硅光子学相控阵能够在芯片级实现光学捕获，且体积更小、成本更低。
图1：物理概念示意图。
该研究的一个重要突破是显著提升了光镊的操作距离。此前的集成光学捕捉技术往往受限于微米级的短距离操作，而此次创新将这一距离提升至5毫米，超出现有技术两个数量级。该团队通过改变激光波长实现了非机械式的捕捉与操控，这为未来的生物实验，特别是细胞操控，提供了更为广阔的应用前景。
除了在微粒操控中的突破，该研究还首次展示了使用OPA光镊进行细胞变形实验的可能性。研究团队利用该系统对小鼠淋巴母细胞进行了光学拉伸实验，成功控制了细胞的变形，展现了OPA光镊在生物力学研究中的潜力。通过这种非接触式操控，研究人员能够测量细胞的弹性模量，帮助深入理解疾病机制。
这一新技术有望为生物物理学、分子生物学等领域的研究提供更加灵活和高效的工具。光镊技术已经在DNA和蛋白质研究中发挥了重要作用，而新型OPA系统的引入，极大拓展了光镊的适用范围，尤其是在细胞操控和分选方面的应用前景令人期待。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52273-x
