人红细胞悬浮液中光力诱导的非线性及光自导引
光学
2019-02-26 v1
摘要
渗透条件在人红细胞（RBCs）的细胞特性中起着重要作用，而这对于疟疾等某些血液疾病的病理分析至关重要。过去几十年中，大量研究主要集中于由红细胞独特变形能力所产生的 RBC 生物力学特性。在此，我们展示了悬浮于不同渗透溶液中的人红细胞所产生的非线性光学效应。具体而言，我们观察到在所有三种渗透条件下，激光束穿过 RBC 悬浮液时均发生自捕获和抗散射的非线性传播，且光非线性的强度随细胞所受渗透压增大而增强。这种可调非线性归因于光力，特别是前向散射力和梯度力。有趣的是，在陈旧血样（含溶血细胞）中，由于游离血红蛋白的存在，观察到了显著不同的非线性行为。我们使用一个具有光力介导的非局域非线性的理论模型来解释实验观测。我们在散射生物软物质中光自导引方面的工作，可能为无创生物医学成像和医学诊断引入新的光子学工具。
引用
@article{arxiv.1902.08805,
title = {Optical force-induced nonlinearity and self-guiding of light in human red blood cell suspensions},
author = {Rekha Gautam and Yinxiao Xiang and Josh Lamstein and Yi Liang and Anna Bezryadina and Guo Liang and Tobias Hansson and Benjamin Wetzel and Daryl Preece and Adam White and Matthew Silverman and Susan Kazarian and Jingjun Xu and Roberto Morandotti and Zhigang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08805},
year = {2019}
}
备注
20 Pages, 5 figures, accepted for publication in Light, Science & Application