能從體內(nèi)只取走一個癌細胞的“鑷子”，你見過嗎？｜博覽日報

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能從體內(nèi)只取走一個癌細胞的“鑷子”，你見過嗎？

生活中，我們經(jīng)常需要用鑷子夾取很小的物件。可是如果物體小到肉眼看不見，甚至一碰就容易碎呢？

這時候，科學家就要依賴光鑷技術(shù)。它就像一雙無形的激光鑷子，依靠聚焦光束產(chǎn)生的梯度力，能隔空、無損地操控微米級的微小物體。這項奠定了微觀操控基礎(chǔ)的發(fā)明，也讓其發(fā)明人獲得了2018年諾貝爾物理學獎。

光鑷概念圖（圖片來源：Toptica Eagleyard）

但這一技術(shù)卻始終有個致命短板：力氣太小。它的作用力只有皮牛級，相當于百億分之一克，只能夾起透明、形狀規(guī)則、重量極輕的物件，碰到稍重的東西，就像用棉花糖做的鑷子夾石頭，根本使不上勁。

近日，安徽大學吳東團隊在《自然》發(fā)表了封面文章，給這雙激光鑷子裝上了迷你“金剛爪”。這個名為光纖光鑷的微型器件，尺寸僅38×38×61微米，比人類頭發(fā)絲還細，是靠雙光子聚合3D打印技術(shù)直接在商用光纖頂端加工出來的。

它的設(shè)計充滿仿生巧思，各個組成部分能夠和人體結(jié)構(gòu)對應：內(nèi)部的光纖是傳輸光信號的“神經(jīng)”，摻雜銀納米粒子的水凝膠是遇熱收縮的“肌肉”，外部的剛性聚合物爪子則是支撐的“骨架”。

最新發(fā)明的光纖光鑷具有類似人體結(jié)構(gòu)的組成部分（圖片來源：參考文獻）

當近紅外激光沿著光纖射入，水凝膠受熱收縮帶動爪子張開；關(guān)閉激光后，爪子自動閉合，整個過程僅需77毫秒，比人類眨眼速度快4倍，每秒還能穩(wěn)定開合5次。

更關(guān)鍵的是，它的力氣遠超同類設(shè)備。傳統(tǒng)光纖光鑷的作用力僅為皮牛級，而這個新器件能提供的抓力能達到微牛級，強度提升了10倍以上。實驗里，它不僅能輕松夾起氧化鋁球、碳化硅碎片，還能穩(wěn)穩(wěn)操控20厘米長的細銅絲，甚至能無損抓取、運輸、釋放單個人類癌細胞。

最驚艷的是微組裝演示：它靠著微米級精度，成功拼起了微型軸承、齒輪箱這類復雜結(jié)構(gòu)，完全不需要依賴昂貴的超凈間設(shè)備。

由于體型極小，這個迷你抓手能鉆進寬度不足300微米的狹窄通道，甚至深入離體動物組織內(nèi)部。未來，它有望在單細胞生物學研究中精準操作單個細胞，在微創(chuàng)手術(shù)里完成體內(nèi)微操作，還能為微型機器人的批量組裝提供低成本方案。

視頻來源：Pan, D., Liang, K., Xin, C. et al. Optical fibre gripper for high-performance 3D micromanipulation. Nature 655, 93–101 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10673-7

恐龍是如何命名的？

恐龍的命名方式，其實和其他生物一樣，正式的學名采用的是"雙名法"，而且必須使用拉丁文。

比如知名度超高的"霸王龍"，它的正式學名就是 Tyrannosaurus rex。前面的“ Tyrannosaurus ”是屬名，開頭要大寫；后面的“ rex ”是種名，要用小寫。這里還有一個非常重要的點——屬名和種名都要斜體！要斜體！要斜體！（這很重要，但是小編出于某種原因打不出來斜體…）

一般我們看到的中文名稱，都是從正式學名翻譯過來的。不過因為中文名并不是正式學術(shù)名稱，所以沒有統(tǒng)一標準（這也是出現(xiàn)很多奇葩名字的重要原因之一），有時會出現(xiàn)多種譯法，甚至誤譯。

而一些更早期、帶有年代感的翻譯就更隨性了——看到化石長得像什么，就翻成什么。像清代，就曾把“始祖鳥”和“梁龍”分別譯成了“鳥形鼉（拼音：tuó）”和“蛇形鼉”。

當然，也有一些早期譯名沿用至今，比如“禽龍”和“鴨嘴龍”。但如果嚴格按照它們的學名 Iguanodon 和 Hadrosaurus 來翻譯的話，應該是"蜥蜴齒龍"和"健壯龍"才更貼切。

在拉丁文的屬種名中，“種名”通常是用來修飾或補充“屬名”的特征。按照中文“形容詞在前”的語序習慣，翻譯時就常會采用“種名＋屬名”的方式。比如霸王龍的完整學名是 Tyrannosaurus rex，其中" rex "意思是“君主、國王”，所以就會翻成“君主霸王龍”，或采音譯的說法“雷克斯霸王龍”。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

掃碼驗真可能要過時了

買東西掃二維碼驗真?zhèn)危@個動作很多人已經(jīng)習慣了。但傳統(tǒng)的防偽技術(shù)有個先天缺陷：圖案、防偽碼都附著在產(chǎn)品表面，本身就是獨立的物理實體，能印就能仿。一旦造假者復制了圖案或破解了編碼規(guī)則，整條防偽線就形同虛設(shè)。

近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院開發(fā)出一種多層級信息加密平臺（HIDE），思路徹底反了過來——不再往產(chǎn)品上貼防偽標簽，而是讓材料本身變成防偽信息的載體。一層肉眼幾乎看不見的透明涂層，同時集成了信息隱藏和分級驗證功能。

這層涂層的核心是一種可自組裝的人源FUS重組蛋白納米纖維。在合適條件下，它能自發(fā)形成均一穩(wěn)定的納米網(wǎng)絡(luò)，附著在玻璃、PET等多種材料表面。最關(guān)鍵的指標是：可見光透過率超過94%，涂在玻璃上基本就是隱形的。

防偽的第一道密碼就藏在這個透明網(wǎng)絡(luò)里。改變不同蛋白的混合方式和加入順序，就能形成結(jié)構(gòu)各異的納米纖維排列——相當于在涂層里埋入一層肉眼無法分辨的“結(jié)構(gòu)指紋”，只有專業(yè)設(shè)備能讀出。

第二道密碼更深。團隊在涂層中加入可特異性結(jié)合DNA的功能模塊，將DNA分子穩(wěn)定固定在表面。實驗中，一段30個字符的文本信息被轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)，再編碼為128個核苷酸的DNA序列，實現(xiàn)了文字信息在分子層面的寫入、存儲和讀取。想破解？先得從看不見的涂層里提取出特定的DNA序列，再解碼還原——這個難度和復制一張二維碼完全不在同一個量級。

HIDE的分層設(shè)計還解決了另一個現(xiàn)實問題：不同價值的物品，安全需求不同。普通消費品用宏觀可讀信息快速防偽就夠了；高價值物品則可以逐層疊加顯微結(jié)構(gòu)識別、DNA分子編碼和CRISPR檢測，把認證等級拉到最高。

從貼在表面的防偽碼，到長在材料里的隱形密碼，防偽這件事正在從物理粘貼走向分子級融合。未來你手里的高檔商品，可能不需要任何可見標識——材料本身就是身份證。

圖片來源：中國科學院深圳先進技術(shù)研究院

中國科學家成功完成甘蔗基因組測序！

甘蔗是人類最大的食用糖來源，但它有時候卻很讓人頭疼。它是個極端的多倍體，細胞里塞了10到12套染色體，基因組大而混亂。過去二十年里，科學家始終只能讀懂部分片段，而給甘蔗的基因組測序始終是個地獄級的難題。為什么這么難呢？

所謂基因組測序，就是把染色體里的全部DNA按照順序依次解讀出來。但一條DNA有上億個字母，沒有一種機器能連續(xù)工作這么長時間，因此必須將一條DNA砍成許多小條帶，分別讀出順序，再按照上下文關(guān)系像拼圖一樣把它們拼回去。而甘蔗的基因組有著10-12套極其相似的DNA……

不過最近，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶生物技術(shù)研究所與中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所等聯(lián)合團隊，共同完成了甘蔗品種POJ2878的全染色體完整基因組，并揭示了甘蔗從野生植物馴化為全球最主要產(chǎn)糖作物的遺傳密碼。

經(jīng)過了大量的算法迭代和新系統(tǒng)開發(fā)后，團隊最終組裝出了POJ2878這一甘蔗品種（外號“甘蔗之王”）的全體基因組序列圖譜。不僅如此，他們還明確了在甘蔗的不同部位中，到底是哪些基因在執(zhí)行不同的任務。

從新圖譜中可以發(fā)現(xiàn)，從全新的基因組圖譜能夠看出，現(xiàn)代甘蔗由其兩個原始祖先物種雜交而來，二者各自貢獻了部分染色體，這些染色體在雜交過程中如同拉鏈一般相互交錯、嵌合組裝。并且在多套染色體里，同一基因的不同拷貝并不總是平均干活。團隊還抓到一個關(guān)鍵靶點SUS基因，品種里這個單倍型拷貝數(shù)越多，蔗糖含量越高。

圖片來源：中國科學報

這種動物為了涼快在沙漠里跳踢踏舞

白天，沙漠的地表溫度可高達70攝氏度。為了應對這樣的高溫，鏟蜥會將四肢輪流抬離地面，以得到短暫的清涼。

視頻來源：CCTV紀錄

內(nèi)容綜合自中國科普博覽微博、科學大院、中國科學院深圳先進技術(shù)研究院、中國科學報、CCTV紀錄

本文首發(fā)于中國科普博覽（kepubolan）

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