Vučna zraka za biološke stanice na čipu

Istraživači američkog Sveučilišta tehnologije u Massachusettsu MIT, razvili su minijaturnu "vučnu zraku" na čipu, poput one koja povlači Millennium Falcon u filmu "Ratovi zvijezda", koja bi jednog dana mogla pomoći biolozima i kliničarima u proučavanju DNK, klasificiranju stanica i istraživanju mehanizama bolesti.

Dovoljno malen da vam stane u dlan, uređaj koristi zraku svjetlosti koju emitira silicij-fotonski čip za upravljanje česticama milimetara udaljenim od površine čipa. Svjetlost može prodrijeti kroz staklena pokrovna stakalca koja štite uzorke korištene u biološkim eksperimentima, omogućujući stanicama da ostanu u sterilnom okruženju.

Tradicionalne optičke pincete, koje hvataju i manipuliraju česticama pomoću svjetla, obično zahtijevaju glomazne postavke mikroskopa, ali optičke pincete temeljene na čipu mogle bi ponuditi kompaktnije, široko dostupno i visoko propusno rješenje za optičku manipulaciju u biološkim eksperimentima.

Koristeći sustav nazvan integrirani optički fazni niz, istraživači s MIT-a razvili su novi modalitet za integriranu optičku pincetu koja omogućuje hvatanje i pincetu stanica više od sto puta dalje od površine čipa. Ova tehnologija uključuje niz mikrorazmjernih antena proizvedenih na čipu upotrebom procesa proizvodnje poluvodiča. Elektroničkim upravljanjem optičkim signalom koji emitira svaka antena, istraživači mogu oblikovati i upravljati snopom svjetla koje emitira čip.

"Ovaj rad otvara nove mogućnosti za optičke pincete temeljene na čipu omogućavajući hvatanje i pincetu stanica na mnogo većim udaljenostima nego što je to ranije prikazano. Uzbudljivo je razmišljati o različitim primjenama koje bi ova tehnologija mogla omogućiti," kaže Jelena Notaros, profesorica u elektrotehnici i računarstvu i članica Istraživačkog laboratorija za elektroniku.

Istraživači su morali odrediti kako pratiti kretanje čestica uzorka na poluautomatski način, utvrditi odgovarajuću snagu zamke da zadrži čestice na mjestu i učinkovito naknadno obraditi podatke. Na kraju su uspjeli pokazati prve pokuse sa stanicom s jednosmjernom optičkom pincetom.