图 1-2光镊系统观察到的红细胞

1.2.1红细胞的变形能力

内部因素如细胞质的内黏度，细胞膜的粘弹性和细胞几何形状决定红细胞的变形能力。 例如，pH，渗透压，流场剪切应力和温度等外界因素也会影响红细胞的变形，因此有必要控制这些外界因素来测量红细胞变形。 此外，红血球的变形能力在血液循环过程中起着非常重要的作用。

红细胞的变形能力的意义：

1) 主体的毛细血管直径比红细胞的最小值小约3μm，红细胞可以通过毛细管通道具有良好的变形能力。 一旦大量红细胞在显微镜的血管中积聚并积聚，那么局部将血液流动停止，组织陷入缺血和缺氧状态。人体的微循环的有效灌注与红细胞的变形有着重大联系。

2) 红细胞的变形性对于毛细血管灌注和红细胞寿命的确定都是至关重要的。尤其是那些患有贫血的患者的变形能力显着降低。在后一组患者中，反映红细胞血红蛋白分解的血液羧酸血红蛋白饱和度（COHb）增加，这种增加与红细胞变形能力受损的程度密切相关。在没有贫血的患者组中，红细胞变形性也受损，没有发现这种相关性。在霍奇金病和B症状发热的患者中，发热时红细胞变形能力下降，发热消退时红细胞变形能力恢复正常。

1.2.2光镊牵拉法测量红细胞的相对形变

目前，用于测量红细胞变形性的分析方法主要是通过宏观和微观方法进行分类。宏观上有激光衍射法，光度法，粘度法，电气测量法，微孔过滤法等。微观上，显微镜下可用微吸管法，光镊拉伸法，底部附着法。本实验使用光镊牵拉法进行。光镊拉伸的方法测量单个红细胞的杨氏弹性模量具有较高的精度，原理简单，并且该方法是十分可靠的，并且光镊的技术不会在拉伸红细胞时破坏红血细胞，影响它的可变形性。去除光镊后，红细胞逐渐恢复到原来的状态。在计算机显示显微镜的视野下可直接设置光阱拉动一端粘在载玻片的红细胞的另一侧，记录红细胞的相对形变。如图1-2-2所示：

图1-2-2光镊拉扯红细胞

1.3光镊技术简介

光镊或光钳（英文：optical tweezers）是一种通过高度聚焦激光束产生力（量级通常为皮牛顿级）移动微小透明物体的装置。其中把持物体的区域也称为光阱(optical trap)，相应的技术称作光学捕捉(optical trapping)。这种技术可以用于移动细胞或病毒颗粒，把细胞捏成各种形状，或者冷却原子。由于光镊的力可以精准地直接作用于细胞甚至更小的目标，光镊在生物学方面的应用越来越广泛。

1.3.1光镊的基本装置

光镊系统的物理结构示于下面的图1-3-1。它包括：半导体激光器（连续或脉冲激光）作为激光源，光学显微镜的透镜，精密工作台，变速杆孔，精密位移传感器，光镊移动控制杆，以及一个CCD照相机和计算机组成。

根据实验过程中，主要是了解Tweez250si系统。该系统由一个倒置光学显微镜Nikon eclipse Ti构成。当目标尺寸用于显着更长的激光波长，光学捕获现象可以通过几何光学来解释。如图所示，由激光器发射的光，因为它进入和离开粒子被折射。因此，光离开时，当它进入粒子的粒子改变其位置。由于他光子的动量，则表明在动量转移的方向变化。根据牛顿第三运动定律，对颗粒大小相等，方向相反的动量。

通常使用高斯光束进行光学捕获。在这种情况下，如果颗粒从光束中心偏移，由于光束的更强的部分将产生的动量比光的较弱部分更大的转移，该粒子将最终。由此产生的力量指向光束的中心。如果颗粒上的光束的轴线，进入颗粒中的光将被均匀地分散在各地，导致一个事实，即所述颗粒的外周表面上的合力为零。在这种情况下，颗粒的合力是沿光的传播方向。通过在粒子表面的散射产生的轴向推力将减少由于由光场的强度梯度，由此，颗粒在点略微超出束腰稳定所产生的梯度力。 基于光镊技术的肝素锂对红细胞弹性影响的研究(3):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205901.html