NatComms: разработан кремниево-фотонный чип для удаленных манипуляций клетками

Американские ученые из Массачусетского технологического института создали миниатюрный "притягивающий луч", позволяющий перемещать биологические частицы с помощью света. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).

Оптические ловушки и пинцеты используют сфокусированный поток света для управления крошечными частицами.

Силы, оказываемые лучом, будут увлекать микрочастицы к источнику излучения. Управляя лучом, исследователи могут тянуть микрочастицы вместе с ним, что позволяет манипулировать крошечными объектами с помощью бесконтактных сил.

Однако для использования оптических пинцетов традиционно требуется большой микроскоп в лаборатории, а также несколько устройств для формирования и управления светом, что ограничивает возможности их использования.

Новая разработка основана на кремниево-фотонном чипе для манипулирования микрообъектами. Команда использовала систему, называемую интегрированной оптической фазированной решеткой. Специалисты создали новую модальность для оптического пинцета, позволяющую захватывать и извлекать клетки на расстоянии до пяти миллиметров от поверхности чипа.

Технология включает в себя ряд микромасштабных антенн, изготовленных на чипе с использованием процессов производства полупроводников. Электронно управляя оптическим сигналом, излучаемым каждой антенной, исследователи могут формировать и направлять луч света, излучаемый чипом.

Свет может проникать через стеклянные покровные стекла, защищающие образцы, позволяя клеткам оставаться в стерильной среде.

Тесты показали, что чип способен управлять пластиковыми микросферами и манипулировать клетками раковых опухолей.

По словам исследователей, им удалось уменьшить громоздкую лабораторную систему до размеров помещающегося в ладони устройства.