西格瑪光機(jī)的激光局部加熱系統(tǒng)（通常與積木式顯微鏡結(jié)合使用），是一種創(chuàng)新的光學(xué)技術(shù)解決方案，旨在通過激光的精確控制實(shí)現(xiàn)局部加熱，從而應(yīng)用于生物、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的研究。這一系統(tǒng)利用了紅外激光誘導(dǎo)遺傳因子發(fā)現(xiàn)操作法（Infrared Laser-Evoked Gene Operator，簡稱IR-LEGO），該技術(shù)由產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的弓場俊輔博士為首的研究小組開發(fā)。

系統(tǒng)特點(diǎn)

精確控制：系統(tǒng)利用紅外激光進(jìn)行局部加熱，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的溫度控制，適用于需要精確控制加熱區(qū)域的實(shí)驗(yàn)。

無光毒性：與某些傳統(tǒng)加熱方法相比，紅外激光加熱方法無激光光毒性，對生物樣本或材料的影響較小。

高效再現(xiàn)性：系統(tǒng)具有良好的再現(xiàn)性，能夠在多次實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)一致的加熱效果，提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。

靈活性：系統(tǒng)可與現(xiàn)有的積木式顯微鏡結(jié)合使用，方便用戶根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行搭建和配置。

系統(tǒng)組成

激光局部加熱系統(tǒng)通常包括以下關(guān)鍵組件：

紅外激光器：產(chǎn)生紅外激光束，用于局部加熱。

光學(xué)元件：如物鏡、濾光片等，用于聚焦和調(diào)節(jié)激光束，確保加熱區(qū)域的精確控制。

控制系統(tǒng)：包括電源、控制器等，用于調(diào)節(jié)激光功率、照射時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制。

積木式顯微鏡：作為觀察和分析的平臺，提供高分辨率的圖像采集和分析能力。

應(yīng)用領(lǐng)域

生物光學(xué)領(lǐng)域：

遺傳因子發(fā)現(xiàn)：利用紅外激光加熱轉(zhuǎn)基因單一細(xì)胞，利用熱沖擊原理，可在任意時(shí)間誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)任意的遺傳因子。對于具有熱沖擊啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)基因生物，能有效地把紅外激光匯聚到實(shí)驗(yàn)對象的細(xì)胞內(nèi)部而誘發(fā)遺傳因子。

細(xì)胞研究：通過精確控制加熱區(qū)域和溫度，研究細(xì)胞在局部加熱條件下的生理反應(yīng)和變化。

材料科學(xué)領(lǐng)域：

材料改性：通過局部加熱改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而改善其性能。

微納加工：利用激光局部加熱進(jìn)行微納尺度的加工和制造。

應(yīng)用案例

斑馬魚腦細(xì)胞研究：使用紅外激光（λ=1480nm）照射斑馬魚的腦細(xì)胞，可誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)GFP（綠色熒光蛋白）。

（1）激光照射前 （2）激光照射后

線蟲神經(jīng)細(xì)胞研究：在紅外激光照射下，可誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)RFP（紅色熒光蛋白）在線蟲的神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)。

鰹魚神經(jīng)細(xì)胞研究：鰹魚（O.latipes）的幼魚的松果腺，用紅外激光照射后可發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)的GFP表達(dá)。

斑馬魚神經(jīng)細(xì)胞研究：斑馬魚（D.rerio）的幼魚的視網(wǎng)膜部，用紅外激光照射（２處）后，可誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)Kaede后的一部發(fā)生了光轉(zhuǎn)換（紫色箭頭）。

芥菜細(xì)胞研究：芥菜（Arabidopsis thaliana）側(cè)根部，用紅外激光照射后，可誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)GUS。

A.線蟲（C.elegans）的神經(jīng)細(xì)胞。B. 鳉魚（O.latipes）的幼魚的松果腺。C. 斑馬魚（D.rerio）的幼魚的視網(wǎng)膜部。D. 芥菜（Arabidopsis thaliana）側(cè)根部

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