发明名称 用以制造、排序、及整合具有全像光学陷阱之物质之装置及方法
摘要 一种用以操作、进行交互作用、光化学转换及/或排序小型介电质粒子或其他材料之装置及方法。该装置及方法包括一个以上的绕射光学元件的使用,其每一个都接收一雷射光束和形成许多雷射光束。这些雷射光束藉由操作一望远镜透镜系统和一物镜元件以产生一用以操作、进行交互作用、光化学转换及/或排序小型介电质粒子或其他材料之光学陷阱之阵列。
申请公布号 TWI279787 申请公布日期 2007.04.21
申请号 TW092122546 申请日期 2003.08.15
申请人 芝加哥大学 发明人 大卫G. 葛瑞尔;艾瑞克R. 杜夫瑞斯尼
分类号 G11B7/00(2006.01) 主分类号 G11B7/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种使用至少一光学陷阱以合并外来物质进入 具有一细胞外部和细胞膜的活细胞之方法,包含 提供一绕射光学元件以接收一雷射光束,并形成许 多分离的雷射光束; 提供一配置于该绕射光学元件的下游之聚焦元件, 该绕射光学元件与该聚焦元件结合以分别收敛每 一雷射光束以形成一聚焦点或焦点区域,俾使用一 分离的雷射光束于每一粒子以建立用以在点内形 成分离的光学陷阱而用于每一粒子之手法; 将欲传输在一脂质体中之该外来物质封装; 使用一光学解剖刀来切下足够的细胞外部,以曝露 该细胞膜的一区域给其后之脂质体的融合; 使用光学陷阱来移动脂质体进入与细胞外部相邻 处; 使用一雷射光脉冲指向脂质体和细胞膜介面处、 藉由化学融合、电子融合、或光学融合其中至少 之一来融合脂质体至细胞; 提供使用一额外的雷射光脉冲以刺穿细胞膜和脂 质体的介面;及 传送脂质体的内容物进入带有至少一陷阱的细胞 。 2.根据申请专利范围第1项的方法,其中该外来物质 不是内生于该细胞。 3.根据申请专利范围第1项的方法,其中该外来物质 包含亲水的物质。 4.根据申请专利范围第1项的方法,其中该外来物质 包含一选择自由RNA、DNA、PNA所组成之群组之核酸 分子,一嵌合分子和一表式因子。 5.根据申请专利范围第1项的方法,其中该外来物质 选择自由蛋白质、聚缩氨酸、缩氨酸、氨基酸、 荷尔蒙、多醣类、染料、或制药药剂所组成之群 组。 6.根据申请专利范围第1项的方法,更包括在该外来 物质合并入该活细胞期间记录显微镜影像的步骤 。 7.根据申请专利范围第1项的方法,更包括控制雷射 光束强度之步骤,用以最小化多个光子的产生,藉 此最小化对于细胞之破坏。 8.一种使用一种以上光学陷阱自吸收粒子中区分 非吸收粒子的方法包含以下步骤: 提供一绕射光学元件用以接收一雷射光束,并形成 许多分离的雷射光束;及 提供一配置于该绕射光学元件的下游之聚焦元件, 该绕射光学元件与该聚焦元件结合以分别收敛每 一雷射光束以形成一实际上聚焦的点,俾使用一分 离的雷射光束于每一粒子而在每一粒子之聚焦点 内形成分离的光学陷阱; 经由该光学陷阱传递吸收和非吸收粒子,藉此光的 吸收未指定地删除吸收粒子以便分解其成为小块; 分离这些小块以用于光学陷阱后之未破坏的非吸 收粒子;及 自光学陷阱移除非吸收粒子。 9.一种用以同时产生多个空间解析结构之方法,其 系经由使用复数个全像光学陷阱之至少一者之材 料上的光化学及一连同一光学陷阱之照明点,该方 法包含以下步骤: 提供一绕射光学元件用以接收一雷射光束并形成 许多分离的雷射光束; 提供一配置于该绕射光学元件的下游之聚焦元件, 该绕射光学元件与该聚焦元件结合以分别地收敛 每一雷射光束以形成一分离的光学陷阱,以用来处 理至少一粒子; 提供一执行一程式之电脑以控制在一三维可处理 的体积内的光学陷阱置放,且提供该光学陷阱之光 学特性的独立修改;及 调整该分离雷射之强度以达成该材料经选择的光 化学转换来促进经控制的光化学及光学陷阱和与 一照明点之经绕射限制焦点体积相关的体积中,及 操作至少一光学陷阱和具有该光学陷阱之一的该 照明点位置和强度,以选择性诱发光化学转换在多 个区域中,藉此制造一经光化学界定图样之多个拷 贝。 10.根据申请专利范围第9项的方法,包括在一使用 者所指定的三维图样中定义复数个光学陷阱之多 个功能的步骤。 图式简单说明: 图1说明一先前技术的方法和系统用于一单一光学 陷阱; 图2说明一先前技术的方法和系统用于一单一且易 操控的光学陷阱; 图3说明一使用绕射光学元件的方法和系统; 图4说明一使用相对于输入光束成倾斜之光学元件 的另一方法和系统; 图5说明一使用绕射光学元件之连续可转移的光学 陷阱阵列; 图6说明一方法和系统用以使用一光学陷阱阵列处 理粒子而也形成一影像用于检视该光学陷阱阵列; 图7A说明一使用图6之光学系统的光学(陷阱)之四 乘四阵列的影像;而图7B说明一藉由图7A的光学陷 阱在此陷扰照明已经熄灭之后立即悬吊于水中之 微米直径矽球的影像,但在此球已经扩散离开之前 ; 图8A说明一在转换材料进入一具有压缩在一被光 学陷阱固定的脂质体中之材料的细胞中的第一步 骤;和图8C在该脂质体中的材料被转换通过一在脂 质体细胞功能中的裂口;及 图9是一说明非吸收自吸收粒子之分隔的功能性方 块流程图。
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