迩来，来自马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学探求因此及卡尔斯鲁厄理工学院的通过正在激光扫描经过中操纵对称性相闭解耦激光加热和热滚动指示两者之间的相闭，告终了准恒温分拆档下线虫胚胎正在编造中的定向滚动。该ISO-FLUCS时间希望成为生物学和原料科学中温度敏锐编造中光学操作的新程序恒温。

　　微纳操控时间正在原料科学、胶体物理学和性命科学等周围被通常行使。光学指示的热粘性流，也被称为聚焦光指示的细胞质流（FLUCS），即是近年备受注方针微纳操控时间之一。其道理是基于热膨胀和温度惹起的粘度蜕化之间庞大的互相效用发作的热粘性流，通过映照样品的红表激光聚焦发作的局限加热，导致流体密度和粘度的蜕化，从而激励局限的液体滚动以及传输经过，以用于摆布细胞和发育中胚胎的细胞质。FLUCS拥有发作定向流的上风，并裁汰了侵入性和直接的接触式把握，是以对生物医学探求有着紧张行使价钱。然而，正在FLUCS中，局限激光扫描会导致生物样品的温度扰动（图1b），这恐怕对高度热敏锐的编造有较大的影响，如热敏锐的哺乳动物细胞、可热降解的卵母细胞、热安排的鳃结构等，是以给FLUCS的行使带来了极大节造。

　　正在本文中，作家探求了利用分步扫描的方法将激光指示发作的滚动和加热分摆脱来。正在盘绕所需轨迹对称分散的地方区分引入了附加的驳倒象道途，使得正在感意思的区（ROI，即标的区域）内的温度分散加倍平均。进一步地，作家还按照上述的对称相闭正在多达三个分歧的标准上（即三条激光扫描线）举办扫描，可能导致局限的温度分散加倍平均，同时也能发作定向滚动，而且这些滚动的道途根基上没有改换(图1c) 。别的，表部还利用了帕尔贴来冷却样品抵达其所需的温度。作家尝试声明，这种称之为等温FLUCS (ISO-FLUCS)的时间，明显的低重了激光加热的影响，同时能告终线虫胚胎的热粘性定向滚动，并远远超越其内源性滚动的速率，验证了该编造的效用。鉴于其不但大大裁汰了加热导致的温度分散不服均的影响，还保存了FLUCS的首要特性（定向、多功用、非侵入性、触觉），ISO-FLUCS希望成为生物学和原料科学中高温敏锐编造中光学操作的新程序。

　　图1：a. FLUCS装备的光道，也许同时成像并指示细胞正在液体中的滚动。指示细胞滚动的红表激光束通过声光偏转器(AOD)举办X/Y扫描，并映照到二向色镜上，从而与成像的光道连结到沿道。两者都被耦合到一个高数值孔径、定造涂层的显微镜物镜的后焦平面。激光映照正在ROI内导致温度升高发作定向滚动。同时，ROI通过毗连到高导电蓝宝石玻片上的帕尔贴元件对全部样品举办加热或冷却。b. 通过沿单条线反复扫描红表激光发作的模仿温度分散。c. 两步扫描形式平均地加热全部ROI的模仿温度分散博鱼平台。

　　为了正在不发作大温度梯度的景况下还能得到古代FLUCS的机能，有需要将温度与热粘性流的引入举办解耦。告终这个标的的手腕之一即是创修特地的扫描道途正在更大的区域内使温度平均化。热粘性流的速率首要取决于激光沿特定道途扫描的频率，而不是取决于激光加热的速率。是以，可能加快主扫描形式（即沿着定向流速的对象），而且压缩扫描信号到仅占用原始区域的一幼片面。这种占空比的有用低重将为引入二次扫描点供应空间，从而可能正在给定的占空比内将加热扩散到更大的区域，有用地使温度平均化。

　　正在上述根基计划的诱导下，作家起首追求了单激光热门扫描形式下中红表荧光饱舞以及螺旋图案惹起的强度和温度分散（图2a-d）。随后作家重心探求了正在多个激光加热门的景况下，多个热门的离散度和发作的温度分散之间的影响，当不探讨光斑的整个参数时恒温，最终得出，两个加热门之间的最佳间隔为5.6微米（图2e-f）。

　　接下来必要安排年华上的扫描序列，该安排有两点央求：（1）正在一个扫描周期内以相仿的频率平均加热所需的全豹点，（2）仍旧也许指示出所需的定向流场。同时还必要幼心恒温，扫描的频率必要足够高，使得正在两个络续的周期内拜望统一个点之间的年华延迟要分明低于热粘性地步的特色年华标准。是以，作家提出了一种由七条平行等距线构成的纯洁的ISO-FLUCS的形式（如图3），而且仅正在中央的那条线上指示定向流场。

　　图2：a. 罗丹明B呈现于红表激光时的年华均匀荧光图像。b. 甘油/水溶液中罗丹明B的荧光丈量出来的温度弧线。c. 由螺旋图案惹起的模仿温度分散和d相应的温度直方图。e. 由安插正在分歧离散间隔的两个热门发作的模仿温度分散。相应的强度截面显示博鱼平台，正在约莫5.6微米的离散间隔时，ROl内的温度分散相对平均。f面板e中ROl内丈量的温度分散的程序差动作热斑之间离散间隔的函数，剖明最佳间隔为5.6微米。g. 多个热门景况下由螺旋图案惹起的模仿温度分散和h相应的温度直方图。

　　为了确定ISO-FLUCS的机能能否与古代的FLUCS的机能相完婚，作家举办了尝试验证（如图4）。凭据尝试中粒子轨迹与场的分散（图4a，e）可能创造，ISO-FLUCS中表部四极（四条扫描线）的加热后果险些完整被控造博鱼平台，而且发作了与单极加热相相似的场对称性恒温。尝试中还对场中粒子的速率举办了丈量（图4b，f），可能创造ISO-FLUCS中粒子的速率较低，这是由于均匀之后正在该条扫描线上的能量偏低，然则速率可能通过激光的功率很容易的安排（图4i，j）。终末为了证明ISO-FLUCS的优良性，和古代的FLUCS比拟，可能创造正在ROI内的温度范畴明显的被平均化（图4c，d，g，h，k，l）博鱼平台eLight·封面 准恒温境遇下的生物光流控。

　　除此以表，作家正在能保存ISO-FLUCS的特质的根源上，还追求了更庞大的扫描形式。而且正在尝试上告终了正在体内摆布线虫的细胞质。从而更进一步的验证了ISO-FLUCS的优良性，并为温度敏锐性样本的操控供应了一种新的方法。

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