Kaj so laserske pincete?

Laserske pincete, znane tudi kot optične pincete, uporabljajo laserske žarke za lovljenje mikroskopskih ali nanoskopskih delcev z natančnim 3-dimenzionalnim pozicioniranjem. Laserski žarki izkoriščajo pojav, imenovan neskladje lomnega indeksa. To vidimo vsakič, ko pogledamo slamico v kozarcu vode. Na drobnih lestvicah subtilno upogibanje svetlobe s strani delca povzroči, da se ji prenese zagon, ki projicira drobno privlačno ali odbojno silo. Rezultat je izjemno drobnozrnata natančnost in nadzor nad enim delcem v žarku, nadzor na podnanometrski lestvici.

Laserske pincete delujejo le, če je uporabljeni material dielektričen, kar pomeni izolator, ki ni naklonjen elektromagnetnim poljem. Fokusiran laser v pinceti ustvarja elektromagnetno polje v obliki kondenzirane svetlobe. Laserski pristop se lahko uporablja za levitacijo bakterij, virusov in celo posameznih atomov in molekul. Za številne aplikacije so drobni vzorci pritrjeni na nekoliko večjo mikroskopsko kroglico. Več laserskih pincet je mogoče uporabiti celo za vlečenje delov molekule, ki jo raztegne in omogoči znanstvenikom, da opazujejo, kako se zaskoči. To je izjemno koristno pri razjasnitvi njihovih subtilnih kemičnih lastnosti.

O pojavu optičnega sipanja z mikroskopskimi delci je leta 1970 prvi poročal znanstvenik Bell Labs Arthur Ashkin. Nato je leta 1986 znanstvenik Steven Chu in drugi napisali članek na to temo in močno izboljšali sisteme. Dr. Chu je lasersko pinceto uporabljal na najrazličnejših uporabnih področjih, vključno s hlajenjem atomov z zaustavitvijo na mestu, in leta 1997 prejel Nobelovo nagrado za fiziko za svoje trdo delo.

Laserske pincete so bile neprecenljive pri študiji drobnih značilnosti bioloških strojev, kot so vseprisotni biološki motorji, ki poganjajo gibanje v celici. To prispeva k nastajajoči znanosti o nanotehnologiji in močno širi naše znanje o biologiji. Lasersko sondiranje citoskeleta celic s pinceto je znanstvenikom pomagalo ustvariti zemljevid celice visoke ločljivosti z več podrobnostmi, kot bi jih lahko izdelali drugi pristopi. Laserske pincete so še vedno vroče področje raziskav, pri čemer neustrašne ekipe na Berkeleyju, Stanfordu, MIT in mnogih drugih univerzah izkoriščajo preiskovalne možnosti, ki jih ponuja tehnologija.