西安光学精密机械研究所（简称西安光机所）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。该团队通过创新性地融合光学牵引效应和手性光与物质的相互作用，提出了一种全光、高通量的手性分离新方法。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输运。

手性是指物体无法通过平移和旋转与其镜像完全重合的特性，这是生命和材料体系中固有的几何特征。两种互为镜像的对映异构体，尽管分子式相同，但由于空间构型的差异，会表现出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和分离技术，一直是手性研究领域追求的关键目标。

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：通过光场对不同对映体施加差异化的光学力，从而实现单粒子尺度的手性识别与分选。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，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，研究团队巧妙地结合了光学牵引效应与手性光和物质的相互作用，开发出一种全光、高通量的手性分选方法。这项技术能够在同一个系统中，同步实现两种对映体的空间分离和长距离的负向输运。

研究团队利用环形光束的紧聚焦特性构建了一种“光针”光场。这种光场在50λ的纵深范围内保持着高度均匀的强度，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。由于手性匹配增强了前向动量散射效应，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，横向分离的距离和纵向输运的距离都可以灵活地进行调节。

通过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，证实了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、生化传感以及纳米技术等领域展现出重要的应用前景。

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几乎相同，但它们的生物活性却可能存在巨大差异。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，如何高效且精确地分离这对“镜像分子”，一直是手性研究领域面临的核心难题。

李曼曼进一步介绍道：“我们用‘光针’扮演‘光学之手’的角色，它不仅能根据手性差异精准识别特定的微粒，还能像‘倒车牵引’一样反向拉动微粒。更进一步，我们构建了‘双光针’结构，这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，从而搭建起一套全光控的微观智能分拣流水线。”