西安光机所的瞬态光学研究室在手性光与物质相互作用研究领域取得了新的突破。该团队将光学牵引效应与手性光与物质的相互作用相结合，开发出一种全光、高通量的手性分离新方法，能够在同一系统中实现两种对映体的空间分离和长距离负向传输。

手性是指物体与其镜像无法通过平移和旋转完全重合的特性，这是生命和材料体系固有的几何特征。互为镜像的对映异构体虽然化学式相同，但由于空间构型不同，其生物活性也存在显著差异。因此，开发高效、无损且高精度的方法来检测和分离手性物质，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研究的前沿进展为此提供了新的思路，即利用光场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，导致系统复杂且应用场景受到限制。

为了克服这些挑战，研究团队创新性地融合了光学牵引效应与手性光与物质的相互作用，提出了一种全光、高通量的手性分选技术。该技术能够在单一系统中同步完成两种对映体的空间分离以及长距离的负向输运。

研究团队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效应，微粒在光学牵引下会逆着入射光的方向运动，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。这两束光针各自携带相反的手性，能够同时对两种对映体进行高效分离和负向输运，并且横向和纵向的分离距离都可以灵活调节。

通过基于过阻尼朗之万方程的粒子动力学模拟，研究证实该光场体系产生的光学力足以克服流体环境中的黏性阻力和布朗运动干扰，有望实现高通量的手性分选。这项研究在制药、生化传感和纳米技术等领域具有重要的应用潜力。

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、精确地分离这对“镜像分子”一直是手性研究的核心难题。

李曼曼进一步介绍：“我们利用‘光针’充当‘光学之手’，它不仅能根据手性差异精准识别特定微粒，还能像‘倒车牵引’一样反向拉动微粒。我们还进一步构建了‘双光针’结构，这就像在微观空间铺设了两条平行的光学通道，可以同时分选两种对映体，从而搭建了一个全光调控的微观智能分拣流水线。”