1、 操纵细微悬浮粒子(如细胞、粒子和纳米粒子)的工具在基础科学的进步和新技术的发现中发挥着至关重要的作用。特别是材料的光处理在从原子物理到微生物学和分子医学的各个领域都取得了巨大的突破。30多年前，贝尔实验室的阿瑟阿什金(Arthur Ashkin)首次提出了一种用聚焦激光捕捉物体的装置，并于2018年分享了诺贝尔物理学奖。这些设备被称为光镊，现在它们是生物学、软物质物理学和量子光学研究的关键仪器。

2、 光镊和其他传统捕获技术面临的主要问题是无法容纳极小的物体，也称为货物。想象一下只用一根针就能捡起盐粒！捕获粒子所需的力随着尺寸的减小而减小，这是不可接受的。使这些光镊更深入纳米尺度，成为所谓“纳米镊子”的关键技术突破，已经变成了等离子体。当被光照射时，贵金属纳米结构在其周围产生强大的电磁场，可以吸引和捕获接近的纳米粒子。

3、 然而，等离子体镊子也有局限性。这些镊子只能捕获附近的纳米粒子，因为它们的影响有限，并且固定在空间中。这使得整个捕获过程固有地缓慢和低效。因此，设计一种具有传统等离子体镊子效率的技术非常重要，但与传统光镊一样，它是可操作的。

4、 在早期的工作中(发表在Science Robotics上)，研究人员通过磁力和光学力的共同作用，首次演示了等离子体镊子的可操作性。然而，由于这种混合方法，那些镊子不适用于某些类型的胶体，例如磁性纳米粒子。对于平行操作练习，也不可能独立控制。

5、 在发表在《自然通讯》上的这项研究中，研究人员展示了一种先进的纳米操纵技术，这种技术仅用于光学力，因此它有许多用途。在实验中，他们将等离子体纳米盘(由银制成)集成到电介质微棒(由玻璃制成)中，并用聚焦激光束操纵混合结构。这是“镊子中的镊子”概念的独特表达，其中使用单个激光束来捕获和操纵。这些全光学纳米镊子可以通过精确控制驱动到任何流体环境中的任何目标物体，以高速高效地捕获、运输和释放小到40纳米(病毒、DNA和各种大分子的典型长度)的纳米级物品。研究人员还展示了对各种纳米物体的并行和独立控制，包括荧光纳米金刚石、具有超低激光功率的磁性纳米粒子，其低于软生物物体的典型损伤阈值。

6、 这项成熟的技术可以实现纳米材料(如纳米晶体、荧光纳米金刚石和量子点)的分离、操纵和芯片级组装，并允许对脆弱的生物样品(如细菌、病毒和各种大分子)进行无创操纵。除了将小物体运送到微流体装置的各个点，研究人员还可以以高空间分辨率定位它们，然后在必要时将其带走。这种能力可能为纳米尺度的组装和传感开辟一条新的途径。