Vad är laserpincett?

Laserpincett, även känd som optisk pincett, använder laserstrålar för att fånga mikroskopiska eller nanoskopiska partiklar med exakt tredimensionell positionering. Laserstrålarna utnyttjar ett fenomen som kallas brytningsindexmatchning. Vi ser detta när vi tittar på ett sugrör i ett glas vatten. På små skalor resulterar den subtila böjningen av ljuset av partikeln i att fart överförs till den och projicerar en liten attraktiv eller avvisande kraft. Resultatet är extremt finkornig precision och kontroll över en enda partikel i strålen, kontroll på undernanometer skalor.

Laserpincetten fungerar bara när det använda materialet är dielektriskt, vilket innebär en isolator som är motbjudande för elektromagnetiska fält. En fokuserad laser i laserpincetten genererar ett elektromagnetiskt fält i form av kondenserat ljus. Laserpincettmetoden kan användas för att levitera bakterier, virus och till och med enstaka atomer och molekyler. För många applikationer är små prover fästa på en något större mikroskopisk pärla. Flera laserpincetter kan till och med användas för att dra på delar av en molekyl, sträcka ut den och låta forskare se hur den knäpps tillbaka. Detta är oerhört bra för att belysa deras subtila kemiska egenskaper.

Fenomenet optisk spridning av mikroskopiska partiklar rapporterades först av Bell Labs-forskaren Arthur Ashkin 1970. Sedan 1986 skrev forskaren Steven Chu och andra en artikel om ämnet och förbättrade systemen kraftigt. Dr Chu fortsatte med att applicera laserpincett i en mängd användbara områden, inklusive kylning av atomer genom att stoppa dem på plats, och vann Nobelpriset i fysik 1997 för sitt hårda arbete.

Laserpincett har varit ovärderligt i studien i små funktioner i biologiska maskiner, till exempel de allestädes närvarande biologiska motorerna som driver rörelse i cellen. Detta bidrar till den växande vetenskapen om nanoteknologi och utvidgar vår kunskap om biologi kraftigt. Laserpincettbaserad undersökning av cellernas cytoskelett hjälpte forskare att skapa en högupplöst karta över cellen, med mer detaljer än andra metoder kunde ha producerat. Laserpincett är fortfarande ett hett forskningsområde, med oförskämda team vid Berkeley, Stanford, MIT och många andra universitet som utnyttjar de utredningsmöjligheter som tekniken har att erbjuda.