光学微操控领域取得重要进展中国科学报

暨南大学物理与光电工程学院教授李宝军/辛洪宝团队在光学微操控领域取得重要进展，成功开发出一种柔性、可拉伸的片上阵列光镊，可在组织表面等复杂弯曲的体外环境中，对生物微粒进行跨尺度、高通量的精准操控。相关成果近日以封面论文形式发表于《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）。

当期期刊封面。研究团队供图

传统光镊虽能实现非接触、低损伤操控，但受限于单光束聚焦导致的低通量；全息光镊虽增加捕获点数量，却难以稳定捕获百纳米以下的颗粒；而基于刚性衬底的片上光镊无法贴合组织曲面，难以在动态弯曲的生理环境中稳定工作。

针对上述通量低、尺度局限与刚性束缚的难题，研究团队提出柔性集成新策略。基于光热张力调控机理，他们在柔性肥皂膜上组装出大规模有序的二氧化钛微透镜阵列，并将其转移至可弯曲、可拉伸的聚二甲基硅氧烷（PDMS）衬底或生物组织表面。利用微透镜产生的光子纳米喷流效应，构建出一套可在曲面及生物组织表面工作的柔性、可拉伸片上光镊。

实验表明，该光镊能在复杂生物环境中对尺寸从亚百纳米到近十微米的生物颗粒（如外泌体、病毒、细菌、免疫细胞等）进行高通量（超400个）捕获与精准操控；通过拉伸调控光镊，还可实现对捕获细胞间相互作用的精准控制。

该工作将高通量光学操控与柔性可拉伸光子平台、生物集成界面相结合，突破了传统光镊的刚性束缚，为植入式传感、可穿戴设备及智能生物操控提供了新思路。