首页 资源中心 科普BLOG 光电镊技术:光与电的奇妙结合

光电镊技术:光与电的奇妙结合

2025-05-20

在现代科学中,有一种技术能够将光与电的神奇力量结合起来,操纵微小的物体,这就是光电镊技术(OptoelectronicTweezersOET)。它在物理学、生物学、化学和材料科学等领域具有重要应用。与传统光镊相比,OET通过电场控制目标,提供更精确和灵活的操控能力,极大推动了微纳米尺度科学研究的发展。

一、工作原理

光电镊技术(OET)利用底板上的光导层在光照下产生电子-空穴对,增加导电性,形成阻抗差异,产生不均匀电场,从而实现对微粒的操控。这种技术可以编程光图案,实现对多个微粒的平行操控,广泛应用于微纳米科学研究。

二、应用领域

在生物领域,光电镊技术(OET)用于细胞排序、分类、分离和分析,以及细胞电穿孔技术。在生物制造中,光电镊技术(OET)能够将细胞组装成定制图案,应用于组织工程和再生医学;

非生物应用方面,光电镊技术(OET)微纳米机械研究中,通过静态和动态光图案引导微结构沿自定义路径移动,控制多个微机器人进行并行操作,执行复杂任务。光电镊技术(OET)还能与微流控芯片集成,操控流体中的微粒,实现复杂的生物和化学分析。

           

三、挑战与未来

尽管光电镊技术(OET)在微纳米操控上表现出色,但仍面临精度和稳定性的挑战,尤其是在更小尺度的纳米颗粒操控中。外界干扰如温度变化和电场波动可能影响效果。

此外,现有光导材料在某些应用中不够理想,需要开发新材料以提高光电转换效率和操控性能。在复杂环境中的应用和进一步的集成与微型化也是研究的方向。未来,光电镊技术(OET)技术的研究将集中在新材料开发、优化操控策略、生物医学应用拓展和多功能微机器人开发等方面。

光电镊技术(OET),这项看似简单的技术,实际上蕴含着巨大的科学潜力。它不仅让我们对微观世界有了更深入的了解,也为未来的科技发展打开了新的大门。随着技术的不断进步,我们有理由相信,光电镊技术将在更多领域发挥其独特的作用,为人类社会带来更多的惊喜和可能。

如果您有兴趣了解更进一步信息,请参阅公司首席科学家张帅龙教授团队与光电镊技术发明者Ming Wu教授在国际顶级期刊上一同撰写的综述文章:Optoelectronic tweezers: a versatile toolbox for nano-/micro-manipulation.

图示

AI 生成的内容可能不正确。

Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 9203–9242

 

Optoelectronic tweezers: a versatile toolbox for nano-/micro-manipulation - Chemical Society Reviews (RSC Publishing)

相关资讯