Kas yra lazeriniai pincetai?

Lazeriniai pincetai, taip pat žinomi kaip optiniai pincetai, naudoja lazerio spindulius, kad gaudytų mikroskopines arba nanoskopines daleles, tiksliai nustatydami 3 matmenis. Lazerio spinduliai naudojasi reiškiniu, vadinamu lūžio rodiklio neatitikimu. Tai matome kaskart, kai žiūrime į šiaudelį vandens stiklinėje. Mažose svarstyklėse dėl subtilaus dalelės šviesos lenkimo jai perduodamas impulsas, sukuriantis nedidelę patrauklią ar atstumiančią jėgą. Rezultatas – itin smulkus tikslumas ir vienos dalelės valdymas pluošte, valdymas subnanometrinėmis skalėmis.

Lazeriniai pincetai veikia tik tada, kai naudojama medžiaga yra dielektrinė, ty izoliatorius, kuris nemėgsta elektromagnetinių laukų. Fokusuotas lazeris pincete generuoja elektromagnetinį lauką kondensuotos šviesos pavidalu. Lazerinis metodas gali būti naudojamas bakterijoms, virusams ir net atskiriems atomams bei molekulėms levituoti. Daugeliu atvejų maži mėginiai pritvirtinami prie šiek tiek didesnio mikroskopinio rutuliuko. Keli lazeriniai pincetai netgi gali būti naudojami norint patraukti molekulės dalis, ištempti ją ir leidžiant mokslininkams stebėti, kaip ji atsitraukia. Tai nepaprastai padeda išsiaiškinti subtilias jų chemines savybes.

Apie mikroskopinių dalelių optinio sklaidos fenomeną 1970 m. pirmą kartą pranešė Bell Labs mokslininkas Arthuras Ashkinas. Tada, 1986 m., mokslininkas Stevenas Chu ir kiti parašė pranešimą šia tema ir labai patobulino sistemas. Daktaras Chu toliau taikė lazerinius pincetus įvairiose naudingose ​​srityse, įskaitant atomų aušinimą sustabdant juos vietoje, ir už sunkų darbą 1997 m. laimėjo Nobelio fizikos premiją.

Lazeriniai pincetai buvo neįkainojami tyrime dėl mažų biologinių mašinų savybių, tokių kaip visur esantys biologiniai varikliai, kurie skatina judėjimą ląstelėje. Tai prisideda prie besiformuojančio nanotechnologijų mokslo ir labai praplečia mūsų žinias apie biologiją. Ląstelių citoskeleto zondavimas lazeriu pincetu padėjo mokslininkams sukurti didelės raiškos ląstelės žemėlapį, kuriame būtų daugiau detalių, nei būtų pavykę gauti kitais metodais. Lazeriniai pincetai tebėra karšta tyrimų sritis, o bebaimės Berklio, Stenfordo, MIT ir daugelio kitų universitetų komandos naudojasi šios technologijos teikiamomis tyrimo galimybėmis.