Ученые разработали новаторскую новую технику, которая может проложить путь к следующему поколению оптических пинцетов.
Группа исследователей из университетов Глазго, Бристоля и Эксетера разработала новый метод перемещения микроскопических объектов с помощью микроробототехники.
В настоящее время оптические пинцеты, которые используются для изучения белков, биологических молекулярных двигателей, ДНК и внутренней жизни клеток, используют свет, чтобы удерживать в одном месте такие маленькие объекты, как одна наночастица.
Они используют необычные оптические силы, создаваемые сильно сфокусированными лазерными лучами, чтобы улавливать частицы и манипулировать ими, по сути, выступая в качестве «микроскопических рук» для ученых.
Первый оптический пинцет был разработан в 1970-х годах доктором Артуром Эшкиным. С тех пор ряд открытий позволил ученым манипулировать сложными объектами, такими как вирусы и клетки. Доктор Ашкин, которому сейчас за 90, недавно получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году за свою новаторскую работу.
Однако этот существующий метод имеет ограничения - высокая интенсивность света, необходимая для оптического пинцета, может повредить живые биологические образцы, а также ограничить типы объектов, которые можно удерживать.
Теперь исследовательская группа разработала новую технику, позволяющую осуществлять оптический захват без фокусировки лазерного излучения на захваченных частицах.
Для этого они разработали микророторы с оптической ловушкой, которые помещаются в жидкость, окружающую частицу, и используются для управления ее движением с помощью потока жидкости.
Вращаясь, микророторы создают волну в жидкости, воздействующую на частицу - примерно так же, как струя воды в джакузи может оттолкнуть все, что проплывает мимо.
Управляя направлением каждого микроротора, ученые могут либо перемещать частицу в определенное место, либо удерживать ее в одном месте, что позволяет сортировать частицы или отображать их с высоким разрешением.
Важно отметить, что эта новая техника позволяет ученым использовать поток для точного определения одной конкретной частицы за раз, не затрагивая другие, находящиеся в непосредственной близости.
Исследование опубликовано в ведущем журнале Nature Communications.
Доктор Филлипс, сотрудник физического факультета Эксетерского университета и старший автор исследования, сказал: «Это исследование расширяет возможности применения оптического пинцета для улавливания частиц любого материала в жидкой среде без риска фотосъемки». -ущерб, и добавляет в набор методов, которые позволяют нам разрабатывать новые нанотехнологии."