http://www.membrana.ru/lenta/?9784

Создан оптический пинцет для вирусов

23 октября 2009

Для захвата вируса светом необходимо использовать лазерный луч, интенсивность которого будет столь высокой, что сожжёт объект. Как не попортить частицу, придумала объединённая команда исследователей из Испании и Канады.

"Обычный подход в нанометровом масштабе не работает. Уменьшение размеров частицы вдвое приводит к увеличению интенсивности необходимого для захвата света в 30 раз", — рассказывает профессор Рювен Гордон (Reuven Gordon) из университета Виктории. Он несколько месяцев провёл в лаборатории доктора Ромэна Кидана (Romain Quidant) из института фотонных наук.

В результате инженеры поняли, как уменьшить обрушивающуюся на вирус энергию почти в 100 раз. Они направили свет сквозь небольшие дырочки в металлической плёнке. Их диаметр всего в несколько раз превышал размер изучаемых частиц.

Когда объект приближался к отверстию, он изменял выходящий световой поток. При попытке выскочить частица испытывала давление силы света, возвращающее её обратно к центру дыры (явление плазмонного резонанса), при этом энергия оставалась невысокой. С помощью своих оптических ловушек учёные заполучили возможность работать с частицами размером порядка 50 нанометров, такие показатели раньше считались недостижимыми.

"Мы впервые смогли нежно захватывать вирусы. Мы уже начали свои первые эксперименты. Прежде всего нам хотелось бы попробовать приблизить пойманную вирусную частицу к живой клетке и тщательно изучить происходящее взаимодействие", — рассказывает Гордон в пресс-релизе университета Виктории. Авторы устройства считают, что оптический пинцет упростит работу биологов с вирусами, что в свою очередь продвинет изучение вирусных инфекций.

Статья авторов опубликована в журнале Nature Physics. Кстати, вот здесь (WMV-файл, 404 килобайта) можно посмотреть видеоролик, демонстрирующий, как происходит захват в ловушки нескольких частиц микрометрового диаметра (это ранние исследования группы Гордона).

Познакомьтесь с акустическим пинцетом для микрообъектов, магнитно-резонансным сканером для вирусов и почитайте о захватывающей системе для выращивания в космосе сверхчистых кристаллов, оптическом контроле над отдельными клетками и даже спиралями ДНК.

Источник: PhysOrg.com

Optical trapping has widely affected both the physical and life sciences. Past approaches to optical trapping of nanoscale objects required large optical intensities, often above their damage threshold. To achieve more than an order of magnitude reduction in the local intensity required for optical trapping, we present a self-induced back-action (SIBA) optical trap, where the trapped object has an active role in enhancing the restoring force. We demonstrate experimentally trapping of a single 50 nm polystyrene sphere using a SIBA optical trap on the basis of the transmission resonance of a nanoaperture in a metal film. SIBA optical trapping shows a striking departure from previous approaches, which we quantify by comprehensive calculations. The SIBA optical trap enables new opportunities for non-invasive immobilization of a single nanoscale object, such as a virus or a quantum dot.

1. ICFO-Institut de Ciences Fotoniques, Mediterranean Technology Park, 08860 Castelldefels, (Barcelona), Spain
2. Department of Electrical and Computer Engineering, University of Victoria, Victoria, British Columbia, V8W 3P6, Canada
3. ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Barcelona, 08010, Spain
4. These authors contributed equally to this work

Correspondence to: Romain Quidant^1,3 e-mail: romain.quidant@icfo.es