中国科学院西安光学精密机械研究所 (Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS) 的研究人员近日在手性光与物质相互作用的研究领域取得了新的突破。该所瞬态光学研究室的团队成功将光学牵引效应与手性光物质相互作用相结合，开发出一种全光、高通量的手性分选新方法。该方法能够在同一系统中同时实现两种对映体的空间分离以及长距离的逆向输运。

手性是物质的一种几何特性，指的是物体与其镜像无法通过平移和旋转完全重合。虽然互为镜像的对映异构体具有相同的分子式，但由于其空间构型不同，往往表现出截然不同的生物活性。因此，开发高效、无损且高精度的手性检测与分离技术，一直是手性研究领域的关键目标。

近年来，手性光与物质相互作用的前沿研究为这一领域提供了新的视角。研究表明，光场能够对不同对映体施加差异化的光学力，从而在单粒子尺度上实现手性识别和分选。然而，目前的光力分离研究大多局限于垂直于光轴的二维平面操控，并且常常需要借助微流控或人工微结构来辅助粒子输运，这使得整个系统变得复杂且应用场景受限。

为了克服这些挑战，研究团队创新性地提出了将光学牵引效应与手性光物质相互作用相结合的策略。他们利用环形光束的紧聚焦来构建“光针”光场。这种光场在50λ的纵向深度内保持高度均匀的强度，同时保留了入射光场的手性响应特性，能够选择性地捕获特定手性的微粒。由于手性匹配增强了前向动量散射，微粒在光学牵引力的作用下能够逆着光入射方向运动，实现了三维长距离的输运。

在此基础上，研究团队通过光瞳相位调制进一步构建了“双光针”光场。这两个光针分别携带相反的手性，能够同时对两种对映体进行高效分离和逆向输运。此外，该方法还允许灵活调控横向分离的距离和纵向输运的距离。

通过基于过阻尼朗之万方程的流体动力学模拟，研究证实了该光场系统产生的光学力足以克服黏性阻力和布朗运动的干扰，有望实现高通量的手性分选。这项技术在制药、生化传感以及纳米技术等领域具有重要的应用潜力，为未来如2026世界杯期间可能出现的生物科技突破提供技术支持。

西安光机所的副研究员李曼曼解释说，手性分子就像人的左右手，外观相似但无法完全重叠。它们互为镜像，被称为对映体。对映体的物理化学性质几乎相同，但生物活性却可能截然不同。许多手性药物中，只有一种对映体具有治疗效果，而另一种可能无效甚至产生毒副作用。因此，如何高效精准地分离这对“镜像分子”一直是手性研究领域的重大挑战。

李曼曼进一步阐述：“我们利用‘光针’作为‘光学之手’，它不仅能根据手性差异精确识别特定的微粒，还能像‘倒车牵引’一样将其逆向拉动。通过进一步构建‘双光针’结构，相当于在微观空间铺设了两条平行的光学通道，能够同时分选两种对映体，从而搭建了一个全光控的微观智能分拣流水线。”