レーザー光ピンセット技術とその応用

レーザーは、高輝度、単色性、コヒーレンス、コリメーションの特性を備えているため、弱いレーザーによる生物学的刺激など、通常の光源では生成できない生物学的効果も生成します。低強度レーザー、つまり低強度レーザーとは、通常、組織細胞の損傷を引き起こさず、局所および全身を刺激、調節、および活性化できる少量のレーザーを指します。この種のレーザーは生物の性質に変化を引き起こさないため、その生物学的効果は刺激と呼ばれます。低レベルレーザーの臨床応用は、創傷治癒、発毛、角膜修復、抗炎症および痛みの緩和、骨の再生、神経の再生、免疫機能の強化、および酵素活性の増加を促進することです。

一般的に言えば、光ピンセットは通常、レーザービームを顕微鏡に結合して、光トラップの同時捕捉と観察を実現します。したがって、適切な波長帯域と信頼性の高い性能を備えたレーザーと高性能顕微鏡を選択することが、光ピンセットシステムを確立するための最初の条件です。レーザーの波長、安定性、出力に応じて、適切なレーザーを選択してください。また、レーザーが生体試料に損傷を与えるかどうかにも注意してください。波長1064nmのNd：YAGレーザーは、水やタンパク質の吸収ピークから遠く離れており、生体試料の非損傷動作に適しています。適切な顕微鏡を選択するときは、顕微鏡が機械的安定性、光学性能、および高い開口数の対物レンズを備えていることを確認してください。

単光ピンセットシステムの光学部品には、両凸レンズ、ミラー、フィルター、コンデンサーが含まれます。無制限の光学管長を備えたイメージングシステムには、対物レンズ、補助対物レンズ、二色性レンズ、レンズ、接眼レンズが含まれます。レーザービームは、ビームエキスパンダーレンズグループ（2つの両凸レンズ）によって平行光に拡大され、ミラーによって倒立顕微鏡に反射され、両凸レンズがチューブレンズと結合されてレーザー光が平行光になります。拡大されたビームは、安定した光トラップを形成するために、対物レンズの後部瞳孔を満たす必要があります。対物レンズと補助対物レンズはイメージングシステムを形成し、CCDに物体面をイメージングし、実験プロセスのダイナミクスを記録します。下部の出口は、レーザーの導入と追加のイメージング光路の出口に使用されます。

デュアル光ピンセットシステムの光学部品には、半波長板、ビーム分割プリズム、ミラー、レンズ、回転ミラー、プリズムが含まれます。半波長板は、レーザーの直線偏光方向を制御するために使用されます。広帯域偏光ビームスプリッターは、レーザービームを2つの独立したビームに分割します。光光学デフレクターは、光トラップの位置を正確に制御するためにレーザービームを偏向させるために使用されます。ミラーは、レーザービームの方向を変えるために使用されます。レンズはそれぞれ、レーザービームが対物レンズの入射瞳を満たすようにレーザービーム拡張システムを構成します。回転ミラーは、2本の光線の高さと方向を別々に制御します。広帯域偏光プリズムは、2つのビームの再結合を完了し、顕微鏡システムに一緒に導入できるようにします。

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