中国科学院西安光学精密机械研究所（西安光机所）的科研人员在手性光与物质相互作用的研究方面取得了新的突破。该所瞬态光学研究室的团队成功地将光学牵引效应与手性光物质相互作用相结合，开发出一种全光、高通量的手性分离技术。该技术能够在一个系统中同时实现两种对映体的空间分离和长距离反向传输。

手性是指一个物体与其镜像无法通过平移和旋转完全重合的性质，这是生命和材料体系中普遍存在的几何特征。尽管互为镜像的对映异构体具有相同的分子式，但它们在空间构型上的差异会导致截然不同的生物活性。因此，开发高效、无损且高精度的手性检测与分离方法，一直是手性研究领域的核心目标。

近年来，手性光与物质相互作用领域的前沿研究为这一目标提供了新的思路。研究表明，光场可以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离。然而，目前的光力分离研究大多局限于沿垂直光轴方向的二维平面操控，并且常常需要借助微流控或人工微结构来辅助粒子输运，这使得系统变得复杂且应用场景受限。

为了克服这些挑战，研究团队创新性地将光学牵引效应与手性光与物质相互作用相结合，提出了一种全光的高通量手性分选方法。该方法能够在单一系统中同时实现两种对映体的空间分离以及长距离的反向传输。

研究团队利用环形光束的紧聚焦技术构建了“光针”光场。这种光场在50λ的纵向深度内保持了高度均匀的强度，并且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。由于手性匹配带来的前向动量散射增强效应，微粒在光学牵引的作用下会逆着入射光的方向运动，从而实现三维长距离传输。

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。此外，横向分离距离和纵向传输距离都可以灵活调控。

基于过阻尼朗之万方程进行的流体环境下的粒子动力学模拟证实，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。这一研究成果有望实现高通量的手性分选，在制药、生化传感和纳米技术等领域具有重要的应用前景。

西安光机所的李曼曼副研究员解释说，手性分子就像人的左右手，虽然外形相似但无法完全重合，它们互为镜像，被称为对映体。虽然对映体的物理化学性质基本相同，但它们的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疗效，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面临的核心难题。

李曼曼进一步阐述：“我们利用‘光针’作为‘光学之手’，不仅能够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。通过进一步构建‘双光针’结构，我们如同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，从而构建了一套全光调控的微观智能分拣流水线。”