西安光学精密机械研究所 (Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, IOм) 的一个研究团队在手性光与物质相互作用的探索中取得了新突破。该团队将光学牵引效应与手性光物质相互作用相结合，提出了一种全光学、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反向传输。

手性是一种几何特性，指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构成相同，但由于空间构型不同，会表现出截然不同的生物活性。因此，开发高效、无损且精确的手性检测与分离技术，一直是手性研究领域的重要目标。

近年来，手性光与物质相互作用的前沿研究为解决这一难题提供了新的思路。光场能够对手性不同的对映体施加差异化的光学力，从而实现单粒子尺度上的手性识别和分离。然而，目前的光力分离研究多局限于光轴垂直方向的二维平面操控，并且通常需要借助微流控或人工微结构来辅助粒子输运，这使得系统变得复杂且应用场景受到限制。

为了克服这些挑战，研究团队创新性地整合了光学牵引效应和手性光物质相互作用，提出了一种全光学、高通量的手性分离策略，可在单一系统中同时实现两种对映体的空间分离及长距离反向传输。

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，微粒在光学牵引作用下会逆着入射光的方向运动，实现了三维长距离传输。

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，能够同时对两种对映体进行高效分离和反向传输，并且其横向分离距离和纵向传输距离均可灵活调节。

基于过阻尼朗之万方程进行的流体环境粒子动力学模拟证实，该光场系统产生的光学力足以克服粘性阻力和布朗运动的干扰，有望实现高通量的手性分离，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，外形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基本相同，但生物活性却可能差异巨大。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。

“我们利用‘光针’作为‘光学之手’，不仅能根据手性差异精确识别特定微粒，还能像‘倒车牵引’一样反向拉动微粒。我们进一步构建了‘双光针’结构，如同在微观空间铺设了两条并行的光学通道，能够同时分离两种对映体，从而构建了一套全光学调控的微观智能分拣流水线。”李曼曼补充道。