利用光之力操控细胞，解析光镊“爆冷”夺诺奖

发布日期：2019-12-09

    瑞典科学院10月2日宣布，授予美国物理学家阿瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)、法国物理学家热拉尔·穆鲁(Gérard Mourou)及加拿大物理学家唐纳·斯特里克兰(Donna Strickland)2018年诺贝尔物理学奖，表彰他们在激光物理领域的突破性贡献。他们的工作分别在物理学、化学、生物学及医学方面都给予了可用于基础研究和实际应用的前景和希望，授予奖项实名归。

    《星际迷航》系列中，牵引光束可以用来取回物体，听起来像是纯粹科幻剧中出现的场景。事实上，光在现实中已经确实能够实现微小物体的操作和移动。光镊形象来说就是一个镊子或者说是筷子，用来捕获操控物体。Arthur Ashkin教授在1987年就利用光学镊子抓起了活的细菌，而没有对其造成损伤。正是由于光镊技术兼有微纳米颗粒的操纵和测量功能，同时对生物分子不造成损伤的特点，使光镊成为了生物学、物理学、单分子生物物理学、结构生物学等研究中不可或缺的手段。

Arthur Ashkin教授创造的光阱解析图

    近几年，诸多研究者在Arthur Ashkin教授的研究基础上，对光阱的操控及力学测量方面进行了改善。荷兰Lumicks公司一直致力于生物易用型光学镊子的研发，数十年的不断积累使得他们的光镊技术处于水平。2017年，荷兰Lumicks公司新一代超分辨单分子动力分析仪（荧光光镊系统C-Trap™）正式进入中国市场，为国内生物分子相互作用研究领域注入了崭新技术力量。Lumicks荧光光镊系统将双光镊、共聚焦或STED 超分辨显微镜、微流控系统相结合，利用光阱对生物分子的单分子操纵及力学测量的同时，能够结合荧光信号对生物分子进行定位、定量分析。尤其适合进行小分子（DNA\RNA\蛋白）结构的解析、动态变化，以及在单分子水平的分子相互作用（smFRET）。

    截止目前，多位用户利用Lumicks荧光光镊系统(C-Trap™)的先进技术发表了知名期刊学术文章，如：Shixin Liu等利用C-Trap研究DNA修复过程中解旋酶与DNA的相互作用，相关文献发表在BioRxiv杂志上。

    此外，Block等人利用Lumicks荧光光镊系统(C-Trap™) 在单分子水平研究了vimentin filaments的特性，其成果已终发表在Science Advances知名期刊上。

    为进一步拓宽荷兰Lumicks公司新一代超分辨单分子动力分析仪（荧光光镊系统C-Trap™）在生物领域研究方向的应用，2018年4月，荷兰Lumicks技术团队在上海科技大学举办了单分子研讨会，参会者现场体验了如何使用C-Trap的新技术研究DNA力学特性和DNA-蛋白相互作用等，并对深层次的研究内容和技术应用进行了深刻讨论。

    经过不断积累，新一代超分辨单分子动力分析仪（荧光光镊C-Trap™）已在DNA修复、DNA复制转录、核糖体翻译、生物分子马达及酶、细胞膜的相互作用、DNA-DNA相互作用、DNA发夹结构动力学、蛋白质折叠（去折叠）、DNA组织化和染色质化、细胞运动机制等应用方向上取得了一定成果。同时，关于药物研发、肿瘤免疫治疗等领域的研究成果也将在近期发布。

    Quantum Design中国具备荷兰LUMICKS公司在中国市场的代理资质。在未来的几个月，Quantum Design中国将与荷兰LUMICKS公司携荧光光镊C-Trap™系统、高通量分子操控分析仪AFS声镊系统等单分子操控设备进行全球巡展。届时，也欢迎您致电或邮件联系我们，获取光镊、声镊样机体验及试用机会。期待这项创新技术能够助力您前瞻性的生物物理科学研究取得更高成果。