Što su laserske pincete?

Laserske pincete, poznate i kao optičke pincete, koriste laserske zrake za hvatanje mikroskopskih ili nanoskopskih čestica s preciznim 3-dimenzionalnim pozicioniranjem. Laserske zrake iskorištavaju fenomen koji se naziva neusklađenost indeksa loma. To vidimo kad god pogledamo slamku u čaši vode. Na malim skalama, suptilno savijanje svjetlosti od strane čestice dovodi do toga da joj se prenosi zamah, projicirajući sićušnu privlačnu ili odbojnu silu. Rezultat je iznimno fino zrnasta preciznost i kontrola nad jednom česticom u snopu, kontrola na sub-nanometarskim ljestvicama.

Laserska pinceta djeluje samo kada je korišteni materijal dielektrik, što znači izolator koji nije sklon elektromagnetskim poljima. Fokusirani laser u pinceti stvara elektromagnetno polje u obliku kondenzirane svjetlosti. Laserski pristup može se koristiti za levitaciju bakterija, virusa, pa čak i pojedinačnih atoma i molekula. Za mnoge primjene, sićušni uzorci su pričvršćeni na malo veću mikroskopsku kuglicu. Višestruke laserske pincete mogu se čak koristiti za povlačenje dijelova molekule, istezanje i omogućavajući znanstvenicima da promatraju kako se ona vraća. Ovo je nevjerojatno korisno u razjašnjavanju njihovih suptilnih kemijskih svojstava.

O fenomenu optičkog raspršenja mikroskopskim česticama prvi je izvijestio znanstvenik iz Bell Labsa Arthur Ashkin 1970. godine. Zatim su 1986. znanstvenik Steven Chu i drugi napisali rad na tu temu i uvelike poboljšali sustave. Dr. Chu je nastavio primjenjivati ​​lasersku pincetu u raznim korisnim područjima, uključujući hlađenje atoma zaustavljajući ih na mjestu, te je 1997. dobio Nobelovu nagradu za fiziku za svoj naporan rad.

Laserske pincete bile su od neprocjenjive važnosti u proučavanju sićušnih značajki u biološkim strojevima, kao što su sveprisutni biološki motori koji pokreću kretanje u stanici. To pridonosi novonastaloj znanosti o nanotehnologiji i uvelike proširuje naše znanje o biologiji. Lasersko ispitivanje citoskeleta stanica pomoglo je znanstvenicima da naprave kartu stanice visoke razlučivosti, s više detalja nego što su drugi pristupi mogli proizvesti. Laserske pincete i dalje su vruće područje istraživanja, a neustrašivi timovi na Berkeleyu, Stanfordu, MIT-u i mnogim drugim sveučilištima iskorištavaju istraživačke mogućnosti koje tehnologija nudi.