一、光鑷的定義

由于激光聚集可形成光阱，微小物體受光壓而被束縛在光阱處，移動光束使微小物體隨光阱移動，借此可在顯微鏡下對微小物體(如病毒、細菌以及細胞內(nèi)的細胞器及細胞組分等)進行的移位或手術(shù)操作。

光鑷，又被稱為單光束梯度力光阱，日常，我們用來挾持物體的鑷子，都是有形物體，我們感覺到鑷子的存在，然后通過鑷子施加一定的力鉗住物體。捕獲微小粒子的光鑷是一個特別的光場，這個光場與物體相互作用時，物體整個受到光的作用從而達到被鉗的效果，然后可以通過移動光束來實現(xiàn)遷移物體的目的。如果以形成光場的中心劃定一個幾微米方圓的區(qū)域，你將會觀察到一旦光子涉足這個禁區(qū)就會自動迅速墜落光的中心，表現(xiàn)出這個光場具有地心引力的效應(yīng)。如將被光鑷捕獲的粒子比做墜入碗底的玻璃珠，那么，光鑷又酷似一個陷阱。這個特別的光場造就了一個勢能較低的區(qū)域（碗底），即從這區(qū)域內(nèi)到區(qū)域外存在一個勢壘（碗壁）。當(dāng)物體的動能不足以克服勢壘時，粒子將始終停留在阱內(nèi)。雖然光與物體相互作用的過程我們是看不見的摸不著，其結(jié)果展現(xiàn)給我們的是，通過光鑷作用的物體是在按特定路線運行。光鑷搬運粒子的情形就酷是一個無形的機械手，這個看不見的機械手將按照您的意志形自如地控制目標(biāo)粒子。

二、光鑷的應(yīng)用

光鑷的發(fā)明使光的力學(xué)效應(yīng)走向?qū)嶋H應(yīng)用，使人們在許多研究中從被動的觀察轉(zhuǎn)而成為主動的操控,同時光鑷對于捕獲微小粒子、測量微小作用力及生產(chǎn)微小器件等許多方面都有非常重要的意義，現(xiàn)主要從以下幾個方面介紹光鑷的研究及應(yīng)用。

1.光鑷在生物細胞上的應(yīng)用研究

對細胞操控的研究

光鑷操控細胞，可以高選擇性的分選細胞或細胞器 。目前，研究者已經(jīng)建立了一套分選單條染色體的實驗方法，為基因測序提供了更有效、更準確的方法。同時光鑷還可用來測量細胞表面的電荷，因為細胞表與荷細胞的生長和細胞的凋亡有著非常密切的關(guān)系。

對細胞應(yīng)變能力的研究

細胞內(nèi)部的應(yīng)變能力在通常情況下是很難用顯微鏡觀察到的, 單一的生理學(xué)或者形態(tài)學(xué)參數(shù)很難定義細胞的生存能力。光鑷是對活體細胞進行非侵入微觀操縱的有利工具, 能夠誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生應(yīng)變。其發(fā)出的近紅外連續(xù)激光能夠誘導(dǎo)線蟲類C.elegans發(fā)生應(yīng)變。根據(jù)C.elegans 特殊的應(yīng)變能力,發(fā)現(xiàn)在不同的激發(fā)波長、激發(fā)功率和照射時間內(nèi),C.elegans的應(yīng)變也各不相同。這種方法可在其他動植物細胞中進一步推廣應(yīng)用。