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SciScape 新聞 (http://leos.bu.edu/)
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[Jun 24, 00] 光學技術新應用：Optical Stretcher
利用光壓驅動星際航行也許還是科幻小說中的情節，但是利用它來移動微小的物體，在今天的科學界已經是家常便飯了。最近，在美國德州大學的一群科學家，更對這項被稱作「光鑷子」的技術加以改良，而造出了可以拉扯細胞的"Optical Stretcher"。
對於光鑷子在生物學上的使用，如何避免雷射光對細胞造成輻射傷害，一直是這項技術在實用上必須考量的重要問題。德州大學的Josef Kas及其研究團隊近期發表了對於這個問題的新突破，也就是，利用兩束相對而行卻未完全聚焦的雷射光，產生足夠使細胞變形的光壓力。因為雷射光是未完全聚焦的，它們對細胞造成的傷害，自然也小得多。利用這項嶄新的技術，他們成功地將紅血球細胞固定在位能井中並使其變形。
和光鑷子一樣，Optical Stretcher利用的是光通過不同物質時候會產生折射的原理。光子通過細胞時行進的動量改變，根據牛頓定律，動量的改變意味著力的產生，於是光子便對細胞表面生出相反方向的力。也就是利用這微小的力，兩束以相對方向行進的雷射光，可以將細胞表面向外拉扯，使細胞變形。在過去，使用光鑷子的科學家們，必須在細胞的表面加上一些「分子把柄」才能夠拉扯細胞，但是如此一來，拉扯力的大小便被這些「分子把柄」和細胞表面結合的強度所限制。如今，Optical Stretcher不再需要「分子把柄」而能夠直接作用在細胞膜上，同時能夠減少對細胞的傷害。
利用這項技術，Kas團隊和癌症研究專家攜手合作，進行了對於紅血球彈性係數的測量。Kas並進一步解釋說：「細胞的彈性改變是許多疾病的重要徵候，Optical Stretcher對於癌症的研究將有很大的推助力。」雖然其他種類的細胞將不像紅血球這樣簡單，也需要進一步的了解和研究，但這初步的成功對於Optical Stretcher在生物醫學上的應用有很大的意義，同時更有助於回答一些細胞動力學上極為基本的問題。相信未來，Optical Stretcher的應用層面將更為廣闊。
--編譯自:
Nature Science Update (06/13/2000 )
<http://helix.nature.com/nsu/000615/000615-5.html>
--相關連結:
Tying a molecular knot with optical tweezers. Nature 399, 446-448 (1999)
<http://www.nature.com/nature/>
-- 責任編輯: YPChang <ypchang@uclink4.berkeley.edu>