德國弗萊堡大學微係統工程學院(IMTEK)Alexander Rohrbach和Matthias Koch教授發明了一種光學鑷子,用激光器來俘獲並掃描微小細長的細菌。
在這之前,光學鑷子隻能夠用來抓取一個(ge) 點上細菌,無法實際操控細菌的運動方向。
在近期的《自然•光子學》(doi:10.1038/nphoton.2012.232)上,研究小組報道了該研究成果。研究中,他們(men) 使用了一種螺原體(ti) 細菌,直徑僅(jin) 為(wei) 200 nm,由於(yu) 沒有細胞壁,它們(men) 能夠快速改變自身形態和運動狀態。使用這種最新開發的光學鑷子,生物物理學家就可以在細菌的整個(ge) 長度範圍內(nei) 俘獲它們(men) ,並控製其運動方向。
激光的一個(ge) 重要屬性是重疊在一起的光粒子能夠提高或降低光束的亮度。當激光照射到細菌上,並發生偏轉時,與(yu) 非偏轉光重疊在一起,會(hui) 變得更強,因而,產(chan) 生的三維圖像不僅(jin) 對比度高,分辨率也很高。利用這種方式,研究人員每秒鍾就能夠采集到多達1000張的三維圖像,詳細記錄下細菌快速運動的視頻資料。
弗萊堡大學生物信號研究中心Rohrbach說:“這一研究的物理意義(yi) 非常有吸引力,因為(wei) 細菌的運動與(yu) 極小的能量變化聯係在一起,通常這是幾乎不可能進行測量的。所以該成果將成為(wei) 基礎研究的一種實用工具。”
未來,研究小組將采用這種方法來研究其它細菌的行為(wei) 和細胞力學,幫助更好地理解細菌感染性疾病的機製。
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