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Nature Methods：SmartTrap 让光镊实验进入 AI 闭环自主操作
学术圈重大事件 · 发布 2026-06-18T19:32:00+08:00 · 更新 2026-06-18T19:41:22+08:00
核心结论
University of Gothenburg 与 Chalmers 等团队 6 月 18 日发布 Nature Methods 论文 SmartTrap，将光镊实验的捕获、三维定位、测量和换样纳入 AI 闭环系统。平台在测试中可每小时分选表征数百个粒子、完成 10-15 次单分子 DNA 拉伸，目标是缓解单分子/细胞力学实验的低通量和操作者偏差；但跨实验室复现、硬件成本和复杂样本稳定性仍需验证。
University of Gothenburg / EurekAlert 6 月 18 日发布，研究团队在 Nature Methods 发表 SmartTrap：Automated Precision Experiments with Optical Tweezers，DOI 为 10.1038/s41592-026-03129-3。光镊依靠聚焦激光束操控 DNA 分子、细胞和微粒等微小对象，曾因 Arthur Ashkin 的相关工作获得 2018 年诺贝尔物理学奖；但在许多生命科学和软物质实验里，光镊仍高度依赖人类实验员逐步捕获、定位、测量和判断。
这次更新的核心，是把实验判断嵌入闭环系统。新闻稿称，SmartTrap 结合图像分析、实时深度学习、定制电子学、精密流体控制和反馈机制，能够自动捕获粒子，在三维空间内以纳米精度定位，完成测量后再加载新样本进入下一轮。对单分子和细胞力学实验而言，这意味着仪器不只是“代替手动操作”，还在把样本选择、位置控制和重复测量纳入统一流程。
可核验的性能信号包括三类。第一，系统可每小时分选和表征数百个粒子；第二，它执行了单分子 DNA 拉伸这一技术门槛较高的生物物理实验，速度达到每小时 10-15 次；第三，它还测试了红细胞机械刚度，并在不同盐浓度下测量粒子对之间的纳米尺度静电力。发布方称，在这些场景里，AI 操作表现至少不低于熟练实验员，并且避免长时间重复操作带来的疲劳和差异。
为什么重要，在于科研仪器自动化正在从样品制备、成像采集延伸到主动操控类实验。光镊常用于研究分子马达、DNA 复制修复、红细胞疾病相关力学特征等问题，低通量和操作者差异会限制统计规模和跨实验室复现。若 SmartTrap 这类开源平台成熟，单分子生物物理、细胞力学、胶体科学和药物筛选中的精密力学测量都可能转向更大样本量、更稳定流程。
边界同样清楚。新闻稿来自机构发布，论文虽为 Nature Methods 同行评议成果，但目前公共信息主要说明平台能力和若干验证实验；不同实验室的硬件配置、样本质量、标定流程和安全控制会影响落地效果。后续应观察开源软件、硬件清单和数据能否被外部团队复现，以及自动化判断在异常样本、低信噪比和临床相关样本中是否稳健。
信息来源
可信度说明
主要来源为 University of Gothenburg 通过 EurekAlert 发布的机构新闻稿，并给出 Nature Methods 论文题名、DOI 和发表日期；补充来源为论文预印本记录。证据支持平台完成多类光镊任务，但跨实验室复现、硬件成本和复杂样本稳定性仍需后续验证。
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