1.2.2光镊的特点及其应用

在光镊对微粒进行操纵时，利用的是激光形成势阱对微粒引力，捕获和操纵大约5nm-10μm直径的微观粒子[6]，不会与微粒发生实际上的接触。所以，不会对粒子造成损伤[7]。所以，相比于原子力显微镜等传统的微粒操纵系统，不会给操纵微粒带来物理损伤的光镊系统，在对微粒的力学特性性质进行研究使具有无可替代的作用。在对单个的细胞或者是一些生物大分子进行研究时光镊系统的优势能够得到更好的体现。通过调整激光的波长、光强等属性，光镊可以在不影响周围环境的情况下很好的实现对单个细胞的控制，甚至能够透过透明的细胞膜对包裹在细胞之中的细胞器进行操作。

光镊的另一重要作用，是能够当作灵敏度极高的力的传感器，测量物体所受的微小力。在对光镊的力进行标定后，可以利用光镊的PN量级对生物粒子的力学特性进行定量的研究[8]。通过测量细胞间的作用力，来探究关于细胞各个组成部分的活动规律及相互之间的关系。

1.3红细胞的形变能力及其影响

红血球也是红细胞的一种常见叫法，作为动物血液中运送氧气及呼吸产生的废气的最重要的载体。红细胞占血液有形成分的95%[9]，是所有细胞中最大的，它的直径大概在6μm～8μm。除了运输功能，红细胞还是免疫系统的重要组成部分。红细胞运氧功能依靠血红蛋白实现[10]。在人类的体中，红细胞呈现边缘较厚，而朝中心的部分会越来越薄的状态。这样的形状，使红细胞的表面积相对于它的很小的体积显得很大，所以能使红细胞携带氧气的能力能够大大增加。红细胞凭借形变能力和弹性能够轻易的通过直径比自身还要小很多的毛细血管。红细胞的生存周期在110天左右。血红细胞在人类的健康与疾病中起到非常重要的作用[11]。

1.3.1红细胞的结构和功能

红细胞对维持人体生命活动起着重要的作用[12]。不同于其他的细胞，红细胞由于其功能特性，在进化过程之中舍去了细胞核和各种常见的细胞器，只保存了最基本的代谢功能。血红蛋白、水和脂肪是红细胞的主要组成成分，这几种物质占据着超过95%的红细胞组成成分。红细胞膜的结构是一层薄的骨架蛋白网络紧贴在脂质双分子层下，这样的基本结构决定了它的力学特性。占了膜重量的50%的膜蛋白是红细胞膜的重要组成部分，膜蛋白的正常与否很大程度上决定了红细胞是否能过保持其正常的形状及形变性。红细胞的直径通常是6μm～8μm，而毛细血管的直径只有2μm～3μm，红细胞能够非常容易的通过毛细血管得益于容易形变的特性。

红细胞因为含有大量的血红蛋白而呈现红色，因此以红细胞为重要成分的血液的颜色也是红色。血红蛋白通过氧气和二氧化碳的结合和释放，实现了氧气和动物废气的输送，即动物的呼吸过程，这个过程对动物进行正常的生命活动具有重要的意义。

1.3.2研究红细胞的弹性和形变能力的意义

简单的结构，使红细胞避免了真核细胞包括细胞器膜的类膜系统的复杂性，同时也使对于红细胞膜形变的定量分析变得容易进行。红细胞膜的骨架蛋白和脂质双分子层，在维持了红细胞独特形态的同时，也对红细胞了力学特性有着决定性的影响，是细胞膜具有形变性。正是因为这样的形变性，红细胞能够容易的通过直径比自身小很多的毛细血管。

在临床方面，红细胞的变形性具有非常重要的意义，癌症、疟疾、心脑血管疾病等疾病的发病机理中都包括了细胞形变能力的异常。而血液环境的变化，能够非常容易地影响红细胞膜弹性及功能。 冷冻血液中红细胞力学特性研究(3):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205902.html