“激光光鑷-光刀”是新型的激光顯微操縱技術，它具有無接觸、無污染、可在液態或氣態環境無損原位操縱幾十微米至幾十納米的單個粒子（如血細胞、細菌、氣溶膠粒子、大氣懸浮粒子），是生物、醫藥、軟物質、微納米材料、物理、化學和環境科學等領域難得的研究工具。光鑷具有對微納米粒子進行束縛、分選、富集、作用力檢測（如細胞粘附力，生物大分子特異性作用力、藥物篩選、微流粘滯系數等）的功能，而光刀具有對染色體切割、細胞膜打孔、加工等功能。光鑷與光刀結合應用可以對單個細胞進行“手術”，譬如細胞克隆、單克隆抗體制備、基因轉染、人工受孕等重要生物醫學過程。該技術產業化后，與國外同類產品相比：性價比高，技術先進，競爭優勢明顯，市場前景廣闊。

應用范圍：

應用主要領域：生物、醫藥、軟物質、材料、物理、化學、微流體和環境等領域。

技術優勢：

該項目主要核心技術包括：納米精度的位置測量、高精度激光三維操控、全新的LabVIEW軟件全自動操控系統。主要創新點是：多功能（顯微觀察、操縱和測量相結合）、高精度（納米精度的位移和皮牛頓（10-12N）量級的單分子力精確測量）、全自動（先進的LabVIEW計算機操控）。

我們競爭優勢：（1）多功能：包括光鑷和光刀雙重功能（相當兩種儀器），而且可以協同工作進行復雜是實驗，（2）高精度：配備自主研發的高精度QPD四象限光電探測器，位移測量達納米精度、測力達皮牛頓（10-12N）量級，可進行高精度的單分子力測量（與JPK 產品相當）。（3）全自動：高性能圖形化LabVIEW軟件操控平臺，整個系統采用計算機操控。

技術水平：

該技術是“十二五”國家科技支撐計劃項目“全自動光鑷-光刀顯微操縱系統”（2012～2016）的研究成果, 前期研究成果曾獲得“北京大學實驗技術成果一等獎”。  

項目應用方向及產業化前景：

該技術設備的應用對象是幾十微米至幾十納米的微觀粒子，主要包括生物粒子（細胞、細菌、病毒、花粉等），大氣懸浮顆粒物（氣溶膠、粉塵、PM2.5）和微納米材料(納米管、納米棒、膠體粒子等)，前兩類粒子在自然界中普遍存在且與人類健康息息相關，在實際生活中極其重要。而這些粒子只有在其天然的流體環境（懸浮狀態下）中才能發揮正常功能。目前除光鑷外尚沒有一種方法可以無接觸地束縛和操縱這類粒子，無法進行精確的單粒子檢測。對這類微納尺度粒子傳統的研究對象是大量粒子的宏觀體系，得到的統計平均結果，精確的單粒子個體動態信息被平均淹沒掉了，而當今科學研究特別需要精確的單粒子信息。目前，單粒子操縱方法主要是“毛細管吸允法”（如膜片鉗），但這種方法操作不便，而且毛細管與樣品粒子有接觸，會產生局部機械應力損傷，不利于細胞等軟物質研究。相比之下，光鑷具有無接觸、無污染、作用力均勻，個體選擇性強，實時動態單粒子操縱的獨特優勢，特別適合生命科學和軟物質等領域的研究。此外，光鑷還具有不破壞細胞膜而穿透到細胞內部操縱亞細胞粒子的獨特功能，這是其他任何工具所不及的。更重要的是配備納米精度的四象限光電探測器（QPD）的高性能光鑷設備還可以精確測量諸如化學鍵這樣極其微弱的單分子作用力，其測量精度優于原子力顯微鏡（AFM），是目前世界上測力精度最高的設備。

光鑷技術自上世紀八十年代問世以來，目前國外已有4～5家商品化產品，但大多性能單一、精度不高，且價格十分昂貴（約150～400萬元人民幣不等）。在我國銷售的代表性產品有德國JPK公司生產的光鑷（無“光刀”）系統，國內售價：高配約$45萬，一般配置約$33萬；英國Elliot光鑷系統（無“光刀”）約$ 20萬，德國Ziess (前身PLAM公司)光鑷約$15萬，光刀約$20萬，“光鑷-光刀”約$ 40 萬（PLAM在國內僅售出2～3套，而Zeiss尚未在我國售出1套光鑷設備），德國Quantum Design生產的多光鑷系統售價約20萬歐元，目前國內僅一家單位訂貨。在上述光鑷產品中僅JPK的配備了精確的QPD光電位置探測器（納米精度），而其它公司產品均采用CCD圖像位移探測，精度較低（達不到納米精度和單分子力測量要求）。鑒于上述原因，國際上有實力的大學和研究機構幾乎都是自己搭建光鑷裝置，但由于技術復雜，一般實驗室難以勝任，目前光鑷設備主要掌握在少數物理學家和工程技術人員手中，廣大的生命科學研究者卻無法獲得這種先進的儀器設備，大大限制了該技術在國內的推廣應用。國內僅少數單位（如中科院力學所、遺傳所、過程所、北京大學生命科學院、西北工業大學等）購買了國外昂貴的商品化光鑷設備。國內現僅有“上海中科大光鑷科技有限公司”生產極少量簡易光鑷設備，但由于其自動化程度低，達不到科研實際要求，僅有極個別單位購買。

    眾所周知，生命科學和納米科技是本世紀的帶頭學科，上述領域研究離不開顯微操縱和精確的單粒子檢測，光鑷作為集顯微觀察、顯微操縱和力學測量為一體的先進的高技術設備，市場需求量相當可觀。本項目技術商品化后預計售價大約是國際上同類商品價格的1/2。在性能、價格方面具有明顯競爭優勢。此外，該技術還可分為低、中、高三種不同配置和性能的產品（或單元模塊），最便宜的僅售約40萬元人民幣，可以滿足廣大不同層次用戶的需求，市場前景十分廣闊。 

項目實施計劃：

項目落地規劃：希望與有實力的光電類儀器公司或高新技術企業（注冊資本1000萬以上），采用下列形式進行合作：（1）技術轉讓；（2）技術入股，合作開發。公司負責生產、銷售，我方負責技術指導和新產品開發；（3）產學研結合，成立聯合研發中心。該“中心”設在企業或學校，企業為其提供必要的研發經費和（若“中心”設在企業）必要的人員、場地支持，中心主任由學校技術持有人擔任。中心按照市場需求不斷更新現有產品，并根據技術發展開發新的生物醫學光電技術產品，公司負責產生產、銷售和售后。

基本財務狀況：過去2～3年項目開發經費投入約220萬元，用于樣機的試制研發。未來3年研發預計經費300萬元。 

產業化計劃：開發生產不同配置的低、中、高檔次的光鑷、光刀、“光鑷-光刀”系統，及（能與用戶現有顯微鏡耦合）分離的光鑷、光刀單元模塊；進一步開發新型多光鑷系統（全息多光鑷及掃描型多光鑷），及新型生物醫療光電子設備。

產業化后收入及利潤：

預計每套設備利潤為40～50%， 按保守估計高配光鑷系統每臺售價90萬元，利潤30萬元，低配光鑷每臺售價40萬元，利潤可達10～15萬元，普通光刀系統60萬元，利潤20萬元。 

社會意義：激光光鑷、光刀作為新型激光顯微操縱工具，將為生命科學、生物、醫藥、軟物質、微納米材料、物理、化學和環境科學等領域提供先進的研究手段，國產化化后將對我國在上述領域的基礎科學和應用科學研究起到重要的促進作用。

項目需求信息：

資金需求：項目所需投資額、融資用途，估值情況及其他投資條款要求等； 

所需投資額：300萬元 

融資用途：測試儀器（如，示波器、激光功率計）、儀表工具、光學隔震臺等設備購置，實驗室超凈改裝，光學、光機材料、光電子元器件購置等。

人才需求（本科及以上）： 電子技術2～3人（電子、光電子類）；軟件開發1～2人；激光技術1人 

空間需求：不少于200平米。