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飞秒贝塞尔光束的微管道加工及其在细胞研究领域的应用

   中国科学技术大学精密机械与精密仪器系吴东教授课题组利用计算全息结合纯相位液晶空间光调制器,将高斯飞秒激光束调制成环形飞秒贝塞尔光束。通过控制贝塞尔光束作三维扫描可实现复杂微管道结构的快速加工。在此基础上,课题组研究了微管道在细胞抓捕、转移和释放领域的应用。该研究成果近日以“High efficiency fabrication of complex microtube arrays by scanning focused femtosecond laser Bessel beam for trapping/releasing biological cells”为题,在国际著名期刊Optics Express(SCI 二区, IF=3.148)上在线发表。

   微管道结构在微光学、生物医学器件、光流体、微驱动、微传感器和细胞生物研究领域具有重要应用。但是目前传统的微管道加工方法可控性差,无法同时满足微管道结构尺寸的可控、加工精度和加工效率。本文利用贝塞尔环形光场代替传统的单点作为双光子聚合基元,通过三维扫描可快速实现三维微管道的加工,同时微管道的尺寸、三维结构、排布可实现灵活控制。该加工方法相对传统的单点双光子聚合,加工效率提高两个数量级。利用自行搭建的微操纵装置,微管道结构能够实现微粒和老鼠成纤维细胞及乳腺癌细胞的有效抓捕、转移和释放。该研究工作能有效促进结构光在微纳加工领域的应用,并且有助于微管道结构在细胞研究领域的广泛应用奠定了基础。该项工作由中国科学技术大学微纳米工程实验室博士后杨亮第一作者完成,吴东教授和李家文副教授作为共同通讯作者。研究工作受到中国科学院、国家自然基金委和中国博士后科学基金等的资助。 
   论文链接:https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-7-8144


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