光镊在基因治疗中的实现
物理36-06(2007)p476光镊在生命科学中的应用
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光镊技术在生物医学中的应用
光镊技术在生物医学中的应用生物医学是一个极其复杂的领域，涉及到许多微观细节和生物过程。
光镊技术是一种重要的研究工具，可以帮助生物学家更好地理解生命的奥秘和开发新的治疗方法。
在这篇文章中，我们将讨论光镊技术在生物医学中的应用，包括单细胞操作、蛋白质相互作用的研究和疾病诊断方法的改进。
光镊技术可以被用于对单细胞进行操作。
在过去，科学家们仅仅可以通过观察整个组织的反应来了解其内在细节。
现在，在光镊技术的帮助下，科学家们可以通过操纵单个细胞来探究其内在运作机制。
这项技术的原理是将激光束聚焦到微小点上，由此产生一个光纤光子的光场。
光镊光源的光功率足以破坏生物分子以达到所需的目的。
同时光镊光的强度足以产生分子的光热效应，从而使分子可以被直接操作。
光镊光可以控制细胞的运动，修剪细胞的形态，或者直接操纵分子组合。
这项技术的实现需要对光学、光器件等多个领域的研发，其中光学设备的稳定与一致性是该技术最主要的挑战。
光镊技术还可以被用于研究蛋白质相互作用。
蛋白质是生命体的重要构成部分，它们对生物体内的各种化学反应起着关键作用。
光镊技术可以将单个蛋白质放置在另一个蛋白质上，并通过光钳的力和位移来操纵它们的关系和作用。
如一个光镊光束的施加可以拉扯两个分子，从而使分子互相顶打会引起一些化学反应，可以通过这种方式来了解分子间的互作用机制。
这种技术对于人类的疾病诊断和治疗方案的设计非常有益。
光镊技术也被用于改进疾病诊断。
传统的疾病诊断方法需要取样及化验，周期长、有侵入性等问题限制其普适性。
而光镊技术通过光激发来激发被检测样品试剂或材料在发光或者荧光，从而可以检测样品内部的生物化学变化。
这项技术可用于实时监测某些疾病，以及诊断人体内部有哪些环境偏差或各类故障。
光镊技术可以通过发射激光束直接照射肿瘤细胞，并通过荧光技术实时检测缺损的部位，从而辅助医生对肿瘤的监测和诊断。
同时，该技术还可以用于病毒检测、药物筛选和生物高分辨成像等方面。
光镊技术在生命科学中的应用前景
光镊技术在生命科学中的应用前景随着科学技术的不断进步，许多新的技术在不断诞生并应用到各个领域中。
其中，光镊技术便是生命科学中应用广泛的一种技术。
光镊技术是一种将光束和微型机械加工技术相结合的新型技术，其作用是利用光束对微米甚至纳米级别的生物分子进行操控。
在生命科学研究中，光镊技术可以用于分子分离、分析、定位以及微纳制造等方面，目前已成为了生物分子操控的一项重要技术。
一、光镊技术在生物靶点药物研发中的应用光镊技术在生物靶点药物研发中的应用十分广泛。
其作用是通过改变药物分子结构和成分来提高药物的稳定性和成活率。
此外，光镊技术还可以通过光引发的药物控制释放，有效控制药物的剂量和释放时机。
这种技术的应用使得药物的研发效率大大提高，可以更加精准地制订靶点药物研发方案。
二、光镊技术在基因编辑中的应用基因编辑是目前生物学领域中非常热门的研究课题，旨在通过对基因序列的修改来改变生物体的一些特性。
而光镊技术在基因编辑中的应用则是使得基因编辑更加方便和快速。
通过使用光镊技术，研究人员可以精准地改变基因序列，进行高效的基因编辑。
这种技术的应用使得基因编辑的效率得到了大幅提升，可以更加完善地开展基因编辑研究。
三、光镊技术在细胞成像中的应用在生命科学研究中，细胞成像是十分重要的一个环节。
而光镊技术可以通过对细胞进行精确的控制，使得细胞成像更加清晰和准确。
通过使用光镊技术，研究人员可以对细胞的实时动态进行观察和记录，并且可以控制细胞的移动、参与反应等过程。
这种技术的应用让细胞成像在生命科学研究中发挥了更加重要的作用。
四、光镊技术在单细胞组学中的应用在单细胞组学研究中，研究人员需要精确地针对单个细胞进行研究，从而探究基因调控和代谢网络等相关机制。
而光镊技术可以通过对单个细胞的操控和诱导，使得单细胞组学研究更加完善和深入。
通过使用光镊技术，研究人员可以对单个细胞进行操作，包括进行药物的注射、电击、脉冲处理等。
这种技术的应用可以更好地开展单细胞组学研究，实现对单个细胞特性的深入研究。
第五组——光镊技术的新应用剖析
光镊技术的新应用纪美伶，白中博，王娜，马学进（西安交通大学生物医学工程）摘要激光光镊自从1986年发明以来，作为一种无直接接触、无损伤、可产生和检测微小力以及精确测量微小位移的物理学工具，在生命科学等多个领域得到了广泛的应用。
本文从光镊的诞生出发，简要讨论了光镊的原理，光镊装置的基本结构，并简要介绍了各个种类光镊的独特功能以及基于光镊的一些新技术，进而对光镊技术及其在生命科学中的应用现状和进一步发展作了评述和讨论，阐述了光镊在生命科学研究中的潜在地位和巨大的发展前景。
关键词光镊；生命科学；原理；基本结构；应用现状；发展New Applications of Optical TweezerJi Mei-ling,Bai Zhong-bo,Wang Na,Ma Xue-jinAbstract The optical tweezer technique has emerged as a flexible and powerful tool for exploring a variety of scientific processes such as life science since it was invented in 1986. From the birth of the optical tweezer, this paper will briefly discuss its working principle, its basic structure and introduce some kinds of optical tweezers with novel features or some new technologies based on it. Then its recent developments on both the technology and applications in life science will be reviewed. It is shown that optical tweezer will have great potential in life science.Key words：optical tweezer; life science; principle; basic structure; application; development光镊简介一百年前，爱因斯坦提出的光量子学说最终导致了激光的诞生，20世纪60年代激光器的发明，使光与物质相互作用产生的力学效应真正走向实际的应用。
光镊技术在单细胞分离中的应用
光镊技术在单细胞分离中的应用随着生物技术的飞速发展，单细胞分离成为了分子分析和功能研究的基础。
而光镊技术则成为了实现单细胞分离的重要手段之一。
光镊技术，即利用激光束产生的电磁场对物质进行捕捉或操纵。
本文将探讨光镊技术在单细胞分离中的应用。
一、光镊技术的基本原理光镊技术基于物质与电磁场的相互作用。
激光束在空间中产生电磁场，将物质吸引或排斥，实现对物质的精确捕捉和操纵。
光镊技术中常用的激光是Nd:YAG激光，其波长为1064纳米，能够穿透许多生物材料。
通过控制激光束的强度、位置和形状，可以实现对细胞和分子的高效、精确操控。
二、光镊技术在单细胞分离中的应用1. 单细胞分离单细胞分离是生物医学研究中最基础的研究方法之一。
其重要性在于研究某些细胞群落中的单个细胞，从而识别细胞类型、分离纯化、测量基因表达和蛋白质活性等。
传统的单细胞分离技术主要有化学和力学方法，但这些方法存在不可避免的细胞损伤和操作难度大的问题。
因此，基于光镊技术的单细胞分离方法成为了研究人员的选择。
通过调整激光束的功率、位置和形状，可以实现对单个细胞的高效、精确的抓取和定位，实现单细胞分离。
2. 单细胞修饰在一些研究中，需要对单个细胞进行特定基因的修饰，以研究其对特定疾病或生理现象的影响。
基于光镊技术的单细胞修饰方法，可以实现对单细胞特定基因的定向修饰。
在激光束作用下，通过光致基因转染和CRISPR/Cas9系统的组合，可以将外源基因和定向核酸酶引入单细胞，完成定向修饰。
3. 单细胞检测在分子分析研究中，对单个细胞分子表达水平的检测非常重要。
基于光镊技术的单细胞检测方法，可以实现对单个细胞的高灵敏度检测。
通过激光束的捕捉和操纵，将单个细胞置于检测区域内，再通过基于PCR或质谱分析等检测方法进行分析，实现对单个细胞分子表达水平的检测。
三、光镊技术在单细胞分离中存在的争议虽然光镊技术在单细胞分离中具有许多优势，但也存在一些争议。
首先，其成本较高，需要高端激光器和高精度的显微镜系统。
光镊技术实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光镊技术的基本原理和操作方法；2. 掌握光镊在操控微小物体中的应用；3. 分析实验数据，评估光镊技术的性能。
二、实验原理光镊技术是一种利用光力捕获和操控微小物体的技术。
其基本原理是：当光束照射到微小物体上时，由于物体对光的吸收、散射和折射，光束会发生偏折，从而对物体产生光压。
通过调节光束的强度、方向和聚焦位置，可以实现对微小物体的捕获、操控和定位。
三、实验仪器与材料1. 光源：He-Ne激光器；2. 光路调节系统：包括光束扩展器、光束分割器、光束聚焦器、光束导向器等；3. 操控平台：包括光镊、样品台、摄像头等；4. 样品：直径为5μm的玻璃球；5. 计算机软件：用于数据采集、处理和分析。
四、实验步骤1. 准备实验仪器，包括光源、光路调节系统、操控平台等；2. 将He-Ne激光器调至最佳工作状态，输出稳定的激光束；3. 通过光路调节系统，将激光束聚焦至样品台上的玻璃球；4. 调节光束聚焦位置，使光束与玻璃球接触；5. 观察玻璃球在光镊作用下的运动情况，并记录相关数据；6. 分析实验数据，评估光镊技术的性能。
五、实验结果与分析1. 光镊对玻璃球的捕获在实验过程中，当光束聚焦至玻璃球上时，玻璃球被成功捕获。
在光镊作用下，玻璃球在样品台上做往返运动，运动轨迹基本呈直线。
这表明光镊能够有效地捕获微小物体。
2. 光镊对玻璃球的操控通过调节光束聚焦位置和强度，可以实现对玻璃球的操控。
在实验中，我们观察到以下现象：（1）当光束聚焦位置在玻璃球上方时，玻璃球向上运动；（2）当光束聚焦位置在玻璃球下方时，玻璃球向下运动；（3）当光束聚焦位置在玻璃球侧面时，玻璃球沿光束方向运动。
这表明光镊能够实现对微小物体的精确操控。
3. 实验数据与分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：（1）光镊技术能够有效地捕获和操控微小物体；（2）光镊的操控精度较高，能够实现对微小物体的精确定位；（3）光镊技术在操控微小物体方面具有广泛的应用前景。
内耳同质作用光镊技术在神经细胞精准操作中的应用
内耳同质作用光镊技术在神经细胞精准操作中的应用随着科技的发展，人类对于神经系统的研究逐渐深入。
在这个领域中，神经细胞的研究显得尤为重要。
然而，由于神经细胞具有非常高的灵敏度和复杂性，要想进行精准的操控十分困难。
因此，科学家们一直在探索新的技术手段，以便更好地进行神经细胞的研究。
其中，内耳同质作用光镊技术被认为是一种非常有前途的方法。
这种技术能够帮助科学家们实现对神经细胞的高效、可控、无创操作，从而促进人类对神经系统的深入认识。
内耳同质作用光镊技术的原理内耳同质作用光镊技术（intra-aural homogenous optoacoustic tweezers，简称IOHT）是一种利用声光转换的原理进行细胞操控的方法。
具体来说，它利用了声波、光学和热力学三种作用方式。
声波能够产生超声共聚焦，形成高强度的声场，进而对细胞施加力的作用。
光能够激活具有热敏特性的材料，导致细胞环境中的温度升高。
热力学作用能够改变细胞膜的性质，使得细胞受到更大的声波作用力。
这种技术的物理原理比较复杂，但基本思路比较容易理解。
就是通过施加高强度的声波和光的作用，来改变细胞的状态。
举个例子来说，如果我们想要将一个神经元细胞定位到一个特定的位置，我们可以利用声波聚焦技术施加一个向上的力，在同时施加光照射的情况下，使得细胞向上运动。
通过不断控制声波和光线的强度、进射角度和波长，我们可以精准地控制细胞的运动轨迹。
这样，一些过去难以实现的操作，如单个细胞的分离、移植和定向操纵，都可以被实现。
内耳同质作用光镊技术的应用内耳同质作用光镊技术的应用范围非常广泛。
下面我们就来看一下这种技术在神经细胞的研究中的应用。
一、细胞培养细胞培养是细胞研究中的一个非常重要的部分。
传统上，细胞培养通常使用离心法、筛滤法和免疫磁珠分离法等操作方法，但这些方法耗时、耗力、效率低，而且会对细胞产生一定的伤害。
而内耳同质作用光镊技术则能够通过声波和光线的作用来进行细胞分离，大大提高了细胞培养的效率和速度，并且对细胞的生长没有任何影响。
光镊技术在单细胞操作与分析中的应用
光镊技术在单细胞操作与分析中的应用近年来，随着单细胞研究的发展和进展，光镊技术作为一种强大的工具，被广泛应用于单细胞的操作与分析中。
光镊技术通过利用激光束对细胞进行非接触性操作，可以精确地捕捉、移动和操纵单个细胞，为研究者提供了一种独特的实验手段。
本文将重点介绍光镊技术在单细胞操作与分析中的应用领域，并对其在细胞生物学、医学和生物制造等方面的进展进行阐述。
在细胞生物学领域，光镊技术被广泛用于单个细胞研究、细胞分裂和细胞移动等方面。
通过操纵和定位单个细胞，研究人员可以研究细胞的结构和功能以及各种生理过程。
例如，在细胞生物学中，人们可以利用光镊技术精确地操纵细胞器（如线粒体、高尔基体等）的位置，以研究其对细胞功能的影响。
此外，光镊技术还可以用于探索细胞与其周围环境之间的相互作用，例如细胞和细胞之间的黏附力和力的测量。
这些研究为我们深入了解细胞行为以及细胞间相互作用的机理提供了重要的手段。
在医学方面，光镊技术在单细胞操作与分析中的应用也日益受到关注。
通过光镊技术可以对单个细胞中的生物分子进行操纵和检测，从而有助于早期疾病的诊断和治疗。
例如，科学家们可以利用光镊技术将荧光探针引入单个细胞，以检测病原体感染或异常细胞的存在。
此外，光镊技术还可以用于单细胞的基因编辑，如CRISPR-Cas9技术的应用。
通过操纵单个细胞的基因组，研究人员可以研究基因功能以及基因与疾病之间的关系。
这些应用为个性化医学和精准治疗提供了重要的工具和理论基础。
除了在细胞生物学和医学领域的应用之外，光镊技术在生物制造中也有着重要的应用价值。
生物制造是一种利用生物技术来生产新材料、药物和能源的方法。
通过光镊技术，研究人员可以在单细胞水平上操作微生物，如细菌和酵母等，以改变其代谢产物的合成和分泌。
这种精细的细胞操作可以提高生物制造的效率和产品质量，并为生物医药、能源和环境领域的应用提供技术支持。
例如，在生物制药领域，光镊技术可以用于单细胞的药物筛选和高通量菌株的优化，从而加速新药的发现和开发过程。
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第20卷第4期四川理工学院学报（自然科学版）V ol．20 No．4JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF2007年8月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Aug．2007文章编号：1673-1549（2007）04-00101-04光镊在基因治疗中的实现杨 黠（四川理工学院物理系，四川 自贡 643000）摘 要：基因治疗综合了物理、化学、生物、医学等多门学科的技术，应用于基因的置换、修正、修饰、失活。
治疗的关键措施是基因转移，既将目的基因导入靶细胞，这里通过介绍几种普通的物理导入方法的利弊，并通过对光镊原理的分析可以看出其在该领域的优势和重要地位。
关键词：基因治疗；普通的物理方法利弊；光镊子中图分类号：Q812 文献标识码：A引 言基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。
基因是携带生物遗传信息的基本功能单位，是位于染色体上的一段特定序列。
基因治疗的物理方法有别于生物化学方法，它更多的体现了对基因的细微操作。
光镊子继承了这一特点即将外源的基因导入生物细胞，同时避免了普通显微注射法存在的耗材且不带来外来污染。
1普通的物理方法简介1.1 显微注射法采用特别的玻璃显微注射器在显微镜下将目的基因导入靶细胞。
根据导入方式的不同分为真正的显微注射法和刺穿法[1]。
前者：将目的基因溶液吸入玻璃显微注射器中，在显微镜下注射器针头刺破细胞膜，刺入核内后，将目的基因直接注入受体细胞核中。
后者：在显微镜下用显微注射器针尖刺入细胞膜及核摸，使其形成“孔洞”，使分布于细胞周围的外源性目的基因能有机会自由地进入受体细胞核内。
优点：前者转化效率高、靶向性好；后者便于操作。
缺点：前者显微注射器针尖和靶细胞大小，针尖的内径大小和不同目的基因大小存在尺寸匹配问题；后者由于通过外源目的基因自由地进入“空洞”就存在一个效率问题。
1.2 穿孔法该方法和显微注射器刺穿很相似。
不过是采用光电技术使细胞膜或核膜产生“孔洞”，便于外源基因进入靶细胞。
根据方式分为电穿孔法和激光微束转化技术[2]。
前者：在高压脉冲作用下，使细胞膜上瞬间出现微小的孔洞，既可使不同细胞之间原生质膜发生融合，又可使外源性目的基因通过细胞膜上出现的瞬间小孔而进入细胞。
后者：激光是一种很强的相干单色电磁辐射，极细的激光束即可携带巨大的能量。
激光微束转化技术就是利用激光束定向定点击穿细胞壁和膜，产生可逆性孔洞，溶液中的外源基因可以通过这些孔洞进入[1]。
优点：前者在外加电脉冲的作用下基因转移可以批量生产；后者有定向定点的优势，而且孔极小并可逆。
缺点：前者基因转移效率和脉冲最大电压和其维持时间有关，对大的动物基因转移时要多次电脉冲，故定向受限；后者虽然细胞上产生的是可逆小孔，但激光光束的携带能量大易于溶液中离子产生的热而对细胞有影响。
收稿日期：2006-12-21作者简介：杨 黠（1980-），男，四川自贡人，助教，主要从事生物大分子功能与结构方面的研究。
102 四川理工学院学报（自然科学版） 2007年8月1.3 颗粒轰击技术形象的说，由于基因较轻难得到电场加速，就把基因进行金属包层（选用金或钨），再安装在小塑料子弹头上，这样在电场加速下就有能量穿越器官、组织进入目的细胞中，当然在进入细胞前要用带小孔挡扳把塑料子弹滤去。
优点：避免了对单个靶细胞的操作，而对靶细胞所在区域进行了宏观操作。
缺点：不易做到无级调速，可控程度比较低[2]。
1.4 其他技术工作者常对采取的基因转移手段进行命名。
例如基因针、基因缝线，其实可以列入显微注射法。
超声导入类似电穿孔。
皮肤涂层利用基因和细胞接触而进行渗透。
这些都有上述的优缺点。
2 光镊子如何合理利用已有技术优势和其他技术相结合就成了目前发展的方向，显微技术具有高效的特点这正是工作者最想要达到的，但微注射器和基因存在尺寸的匹配问题，若利用光镊手段则可使显微注射法有很大提高，光镊子对原子分子包括基因进行细微操作，是通过调整入射光和改变光与微粒的作用时间来实现的。
它直接将目的基因嵌入靶细胞当中，达到了显微注射法转化效率高的特点，同时该手段可以对不同大小的基因进行操作，没有象显微注射器那样对基因大小有选择而存在耗材，加之光镊子没有污染并且它本身不携带污染，这些都克服了显微注射法的缺点，继承了优点，因此有很大应用价值。
以下对光镊子做一简单介绍。
2.1 基本原理简单的说可用光压或光子作用于微粒的动量改变来解释[3]。
用激光捕获和固定原子和分子犹如用镊子夹钳物体，生物学家称其为光子镊子[4]。
既然是镊子，那么它是如何操作诸如基因这样的大分子的呢？我们以会聚的激光束作用在酵母菌上的例子来说明：首先，被操作的微粒（Particle）比如酵母菌或是目的基因之类，应放在特定的溶液中如类似于人体的体液或是有机生物溶液，激光装置出来的光的功率是很小的，功率在几十或者几百微瓦，同时光并不是直接照射在微粒上面，而是通过了光纤聚焦探针（Lensed fiber probe），产生了满足便于操作的一束高斯光束，根据需要调整光束照射在微粒上的部位，这样就可以获得想要的操作目的。
如图1所示的光束照在微粒上可产生两个力，一个是径向的ax F 和横向的tr F 两个力[5]。
最后微粒在两个合的作用下就移动了。
如果再次调整入射光束作用在微粒的部位，微粒就可以向想要的方向前进。
2.2 力的量值通过对微粒的跟踪扫描，当然不是用人眼而是CCD 照相再从屏幕显示微粒的运动情况，最后根据微粒是匀速还是加速运动来计算力的大小。
可以忽略重力的作用，若是匀速则说明微粒处于力的平衡，由于它在液体中运动则存在液体间的内摩擦，只需用斯托克斯公式rv F η6=计算粘滞力就可以得到受光照的力的大小。
例如，溶液的粘滞系数ms kg /1013−×=η，微粒的半径m r µ5.2=，通过观察微粒发生的位移和时间得到速度s m v /7µ=，那么N F 13103.3−×=这也是光照的力的大小。
若是加速运动的话，则在粘滞力的基础上再加上另一项ma f =既微粒的质量乘上它获得的加速度，就是它受到的光照的力了，既ma rv F +=η6[5]。
这里有两点需要说明的是：首先，我们忽略了重力的影响，是因为重力计算的最后结果比光照的力计算小很多个数量级；其次，我们利用的无限宽广的斯托克斯公式，是因为在操作的过程中，微粒的尺寸比容器的尺寸小很多。
2.3 产生光镊的装置既然一束光对微粒可以产生力的作用，那么要把微粒“夹起”来就需要两束光了，如何获得两束光第20卷 第4期 杨 黠：光镊在基因治疗中的实现 103并成为光镊子呢？图2为我们展示了镊子的形成。
来自Ti:Sa（钛-蓝宝石）产生的激光经过棱镜L1和L2后被扩展，再通过半玻片和二向色性晶体便可分成偏振方向相互垂直的两束光，一束被具有压电效应的装置PZT 反射，其目的是将它能产生一定角度的偏转，一束被镜面反射，这样光镊子在这里就最初形成了。
被PZT 反射的光是可调节的，而被镜面反射的是固定的，就好比一把镊子样是需要两个头。
要夹住微粒的话，镊子的两个头的距离应该是很小的，经过C2后，两束光合二为一，成了名副其实的光镊了。
最后再经过镜面反射照到微粒上。
灯泡的目的是提供一个操作的背景光源，它也是经过镜面反射后和形成镊子的两束光一起照到微粒microscope objective 上的。
微粒上的这些光要再次反射经过棱镜L3而进入CCD 照相机，从CCD 实验者就可以对微粒操作了。
在棱镜L3和CCD 之间的滤色镜IR filter 是为了把有干扰的光滤掉。
PSD 是一个位置敏感探测器，它能反映光线的偏转，对PZT的调节光偏转提供一个反馈信息。
2.4 DNA 被拉伸了 有了光镊，我们可以更好的把握DNA 的一些特性，在光镊的作用下，来看看DNA 的可拉伸度和力的关系。
如图3所示。
关于DNA 的弹性表达和公式有很多，这里介绍最贴切的Odijk 公式。
⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎝⎛+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=K F FL T L x p B 210211κ， x 是平均伸长，0L 晶体学长度，p L 存留长度，B κ玻尔兹曼常量，T 热力学温度，F 受力的大小，K 弹性系数[6]。
2.5 生命科学中的光镊 2.5.1 单细胞的研究 （1）细胞的俘获与分离：用光镊俘获细胞，通过分离细胞研究了细胞间的黏附作用，丰富了细胞黏附难的问题[7]。
（2）研究细胞的应变能力：光镊是对活体细胞非入侵式微观操作的有利工具，能够诱导细胞产生应变。
（3）测量红细胞膜的弹性：红细胞膜弹性是血液的生理功能指标，在测量红细胞膜弹性的技术中，光镊操作是最为直接和准确的方法[8]。
（4）促进细胞的融合：把光镊同微激光束偶联起来，实现了激光诱导细胞融合。
2.5.2 单分子的研究（1）研究生物大分子的力学特性及精细操作：生物大分子通常是被一个介质小球束缚，通过光镊操作小球来实现生物大分子的扭转或拉伸，从而反应生物分子的力学特性。
进而了解遗传物质同细胞骨架的缠绕，为在分子水平上解读生命的基本现象[7]。
（2）组装生物组件：用光镊排布分子形成稳定的空间结构，为纳米生物组件提供新的途径[8]。
（3）生命的调控：把人的志愿和意识加给分子，如转基因技术和基因治疗。
3 展 望（1）免疫调节中及其它配体—受体特异性分子识别的单分子机制及其生物学意义。
例如，应用纳米光镊技术研究人天然杀伤细胞特异性识别的单分子行为：天然杀伤细胞(NK)的NKG2系列受体分子和关键细胞因子受体分子与各自相应配基分子，在近天然状态下“人工配对”或“人工配群”式的相互识104四川理工学院学报（自然科学版） 2007年8月别，进而实现实时动态观察探测NK细胞在膜分子相互识别及作用后的单分子单细胞行为。
（2）马达蛋白分子的运动特性研究：例如，动点蛋白分子在有丝分裂程中的运动学和动力学特性，在分子层次上研究它对染色体运动的调节作用，从而更深入理解有丝分裂的机理。
总之，物理与生物高度交叉，新实验技术和方法与重大生物学基本问题相结合的纳米生物学领域正在兴起。
以光镊技术为核心的单个生物大分子的操控与检测技术，在这一新兴领域起着日益重要的作用。
光镊技术是光镊技术发展中的一个新高点，是一项富有活力的新兴技术[9]。
4 结束语光镊在生命科学中已经有广泛的应用，并显其高效和不带来外来污染的特点。
传统的基因治疗方法如化学方法和生物方法又比较纯熟，因此今后的发展趋势极可能是以光镊主导其他方法为辅助。
光镊作为新技术还是有一定局限的，如在具体的操作中光镊的光束和背景光之间有一定的视觉影响，如何提高分辨率使基因操作更细微等，还有待进一步的发展。