近日，暨南大学纳米光子学研究院辛洪宝教授等在单细胞光学微手术研究中取得重要进展，他们利用热等离激元与光学捕获相结合的方法实现了单个癌细胞的微手术和细胞内细胞器的精准操控。相关成果发表在国际著名学术期刊Nano Letters，论文第一作者是纳米光子学研究院硕士生赵晓婷。
对单细胞进行微手术和活检有助于从单细胞甚至是细胞器等亚细胞层面了解细胞的生物异质性，便于进一步深入了解细胞的生命过程及疾病的产生原因。然而，在不干扰周围细胞生命过程的情况下进行单细胞微手术一直是一个很大的挑战。
基于此，辛洪宝教授等提出了一种热等离激元与光捕获力结合的新方法，在不干扰邻近细胞的情况下，实现了对单个癌细胞的精准光学微手术，进一步实现了靶向高效基因递送和细胞内线粒体的提取与操控。该方法利用局部等离激元光热效应对细胞膜进行靶向可控穿孔和细胞膜可逆修复，通过细胞膜孔洞实现靶向基因递送，进一步利用光纤光镊进行细胞内线粒体等细胞器的光学提取和精确操控。该方法为单细胞微手术、基因递送和细胞内细胞器操控提供了一种新的光学方法，为从单细胞和亚细胞层面深入了解细胞病变过程及揭示与细胞器病变相关的疾病机理提供了新的研究思路。