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boruwei

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[交流] 美国研究生发明“电镊”

美国宾夕法尼亚大学工程和应用科学学院的研究人员，制造出了一种叫做“电镊”的装置，可以操作和移动几乎所有显微镜尺度的物体。这项发明将使分离细胞以及操作微小颗粒这样的专业操作能够被非专业人士熟练地完成。

　　这项研究工作由宾夕法尼亚大学系统工程系的博士研究生Brian Edwards在他的导师Nader Engheta教授和Stephane Evoy副教授的指导下完成的。之前已经存在拥有同样功能的使用激光的装置(光镊)，但是光镊装置的售价往往高达25万美元以上。Edwards的装置能够完成光镊同样的功能，而预期售价仅仅相当于一台高端的台式计算机。

　　Edwards说：“你可以用这个电镊制造的电场来移动几乎所有显微镜可见尺度的物体。这个装置将成为有力的研究工具。我们希望能在把这个装置应用在移动单个细胞、制作电路等类似的场合。”

　　使用这个电镊时仅需一台计算机和一台显微镜。电镊的操作都在一个埋入了5个电极的普通玻璃显微镜载玻片上进行。这些电极制造出的电场可以无需接触地向任何方向推、拉、平移和旋转指定的物体。使用Edwards开发的软件，可以通过计算机上的显微图像来选择特定的物体。

　　Edwards说：“不同的物体对电场中不同频率的电磁波响应不同。一旦你锁定了你感兴趣的物体，你就可以随心所欲地移动它了。”

　　电镊技术利用了电场对其中的中性微粒会有作用力的“介电泳”现象。这种现象的本质就是物体在变化的电场中在波峰和波谷间做“冲浪”运动。这种现象对显微镜尺度的物体尤其明显，所以很适合用来移动这个尺度的物体。

　　Edwards说：“使用电镊移动物体就像玩木头迷宫游戏。不同的是你不是通过旋钮在迷宫中移动小球，而是通过改变电场来移动微小物体。电镊是通过扰动电场来移动物体的。所有计算由计算机完成，操作者要做的只是移动操作杆。”

　　据Edwards说，这个装置的电场可以跟几乎所有可以用显微镜看到的物体相匹配。他认为这个发明能够帮助那些不能负担光镊的小型实验室、高中生和科学爱好者们。它的体积、性能和潜在的低价格将可以让任何对实验技术感兴趣的人拥有它。

　　宾夕法尼亚州技术转让中心的Hugo FitzGerald说：“我们希望电镊技术对科学的意义能够像计算机对于计算一样。这是一个我们所有人的科学工具。”目前该中心在资助Edwards申请专利，并把电镊技术推向市场。

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