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研究为下一代光学镊子铺平了道路

发布时间:2019-03-14 22:32:01

科学家们已经开发出一种开创性的新技术,可以为下一代光学镊子铺平道路。

来自格拉斯哥大学,布里斯托尔大学和埃克塞特大学的一组研究人员创造了一种利用微型机器人移动微观物体的新方法。

目前,光学镊子 - 用于研究蛋白质,生物分子马达,DNA和细胞的内在生命 - 使用光来在一个地方保持像单个纳米颗粒一样小的物体。

他们使用由紧密聚焦的激光束产生的不寻常的光学力来捕获和操纵粒子,基本上充当科学家的“微观手”。

第一批光学镊子是由Arthur Ashkin博士于20世纪70年代开发的。从那时起,一系列突破使科学家们能够操纵复杂的物体,如病毒和细胞。 Ashkin博士现年90多岁,最近因其开创性工作获得了诺贝尔物理学奖。

然而,这种现有技术具有局限性 - 光学镊子所需的高强度光可能损坏活体生物样本,并且还限制可以保持的物体类型。

现在,研究团队已经开发出一种新技术,可以实现光学捕获,而不会将任何激光聚焦到被捕获的粒子上。

为此,他们开发了光学捕获的微转子,它们被置于颗粒周围的液体中,并用于利用流体流动来控制其运动。

当微型转子旋转时,它们在液体中产生一个波浪,在粒子上施加一个力 - 就像按摩浴缸中的水射流可以推开漂浮过去的任何东西一样。

通过控制每个微型转子的方向,科学家可以将粒子移动到特定位置或将其保持在一个点上,从而允许粒子以高分辨率进行分类或成像。

至关重要的是,这项新技术允许科学家使用流量一次精确定位一个特定的粒子,而不会影响其他粒子。

该研究发表在领先的期刊Nature Communications上。

菲利普斯博士是埃克塞特大学物理系的一员,该研究的高级作者说:“这项研究扩展了光学镊子在液体环境中捕获任何物质颗粒的应用,并且没有光损伤的风险,增加了允许我们开发新纳米技术的技术工具箱。“

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