Ученые разработали новаторскую новую технику, которая может проложить путь для оптического пинцета следующего поколения.

Команда исследователей из университетов Глазго, Бристоля и Эксетера создала новый метод перемещения микроскопических объектов с использованием микро-робототехники.

В настоящее время оптические пинцеты – которые используются для изучения белков, биологических молекулярных моторов, ДНК и внутренней жизни клеток – используют свет для удержания объектов размером с одну наночастицу в одном месте.

Они используют необычные оптические силы, создаваемые плотно сфокусированными лазерными лучами, для захвата частиц и манипулирования ими, по сути, выступая в роли «микроскопических стрелок» для ученых.

Первые оптические пинцеты были разработаны в 1970-х годах доктором Артуром Эшкиным. С тех пор ряд прорывов позволил ученым манипулировать сложными объектами, такими как вирусы и клетки. Доктор Эшкин, которому сейчас за 90, недавно получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году за свою новаторскую работу.

Тем не менее, этот существующий метод имеет ограничения – высокая интенсивность света, требуемая оптическим пинцетом, может повредить живые биологические образцы, а также ограничить типы объектов, которые могут удерживаться.

Теперь исследовательская группа разработала новую технику, которая позволяет оптическое улавливание, не фокусируя лазерный луч на захваченных частицах.

Для этого они разработали микроторы с оптической ловушкой, которые помещаются в жидкость, окружающую частицу, и используются для управления ее движением с использованием потока жидкости.

Когда вращаются микроторы, они создают волну в жидкости, которая воздействует на частицу – почти так же, как струя воды в джакузи может оттолкнуть все, что пролетает мимо.

Управляя направлениями каждого микротора, ученые могут либо перемещать частицу в определенное место, либо удерживать ее в одном месте, что позволяет сортировать частицы или получать изображения с высоким разрешением.

Важно отметить, что этот новый метод позволяет ученым использовать поток, чтобы точно определять одну конкретную частицу за раз, и не воздействовать на других в непосредственной близости.

Исследование опубликовано в ведущем журнале Nature Communications .

Доктор Филлипс, сотрудник физического факультета Университета Эксетера, и старший автор исследования сказал: «Это исследование расширяет применение оптических пинцетов для улавливания частиц любого материала в жидкой среде и без риска фотоповреждений. и добавляет к набору инструментов методы, которые позволяют нам разрабатывать новые нанотехнологии. "