中国科学院光学精密机械研究所（西安光机所）的瞬态光学研究室在手性光与物质相互作用的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相互作用相结合，开发出一种全光、高通量的手性物质分选新方法。这项技术能够在同一系统中实现两种对映异构体的空间分离和长距离逆向传输。

手性是一种几何特性，指的是一个物体与其镜像无法通过平移和旋转完全重合。对映异构体虽然分子式相同，但由于空间构型不同，它们在生物活性上存在显著差异。因此，开发高效、无损且精度高的手性检测与分离技术，一直是手性研究的重点。

近年来，手性光与物质相互作用的前沿研究为解决这一问题提供了新思路。研究表明，光场可以对不同对映体施加不同的光学力，从而在单粒子尺度上实现手性识别和分选。然而，当前的光力分离技术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设备或人工微结构来辅助粒子输运，这导致系统复杂且应用场景受限。

为了克服这些挑战，研究团队创新性地融合了光学牵引效应和手性光与物质相互作用。他们提出了一种全光的高通量手性分选方法，能够在一个系统中同时分离两种对映体，并实现长距离的逆向输运。

研究团队首先利用环形光束的紧聚焦效应构建了“光针”光场。这种光场在50个波长（λ）的纵向深度内保持了高度均匀的强度，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，实现了三维长距离输运。

在此基础上，团队通过光瞳相位调制进一步构建了“双光针”光场。这两束光针分别携带相反的手性，可以同时高效地分离两种对映体，并实现逆向输运。此外，其横向分离距离和纵向输运距离均可灵活调控。

通过基于过阻尼朗之万方程的流体环境粒子动力学模拟，研究证实该光场体系产生的光学力足以克服黏性阻力和布朗运动的干扰。这项技术有望实现高通量的手性分选，并在制药、生化传感和纳米技术等领域展现出重要的应用潜力，为相关的世界杯下注研究提供了新的思路。

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。尽管对映体的物理化学性质几乎相同，但它们的生物活性却可能截然不同。例如，在许多手性药物中，只有一种对映体具有药效，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”一直是手性研究领域的核心难题。

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’一样逆向拉动微粒。通过进一步构建‘双光针’结构，我们相当于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，从而搭建了一套完全由光调控的微观智能分拣流水线。”