Kemajuan dalam “Pinset Optik” First Earth untuk Meningkatkan Penelitian Biomedis

Resonansi ion dalam kristal nano menciptakan kekuatan perangkap optik yang kuat. Kredit: Dr. Fan Wang

Kemajuan signifikan dalam teknologi forsep optik, yang dikembangkan oleh para peneliti di Institut UTS untuk Bahan dan Perangkat Biomedis, akan membantu meningkatkan penelitian biomedis.

Sama seperti Jedi dalam Star Wars menggunakan “kekuatan” untuk mengontrol objek dari jarak jauh, para ilmuwan dapat menggunakan cahaya atau “kekuatan optik” untuk memindahkan partikel yang sangat kecil. Penemu teknologi laser revolusioner ini, yang dikenal sebagai “pinset optik”, telah menerima Hadiah Nobel Fisika 2018.

Penjepit optik digunakan dalam biologi, kedokteran, dan ilmu material untuk merakit dan memanipulasi partikel nano seperti atom emas. Namun, teknologi ini didasarkan pada perbedaan sifat bias partikel yang terperangkap dan lingkungan sekitarnya.

Sekarang para ilmuwan telah menemukan teknik baru yang memungkinkan mereka memanipulasi partikel yang memiliki sifat bias yang sama dengan lingkungan latar belakang, mengatasi tantangan teknis yang mendasar.

Studi: ‘Penjepit optik di luar indiscretibility indeks bias dengan nanopartikel konversi yang sangat didoping’ baru saja diterbitkan di Nanoteknologi Alamdan.

“Kemajuan ini memiliki potensi yang sangat besar, terutama di bidang-bidang seperti kedokteran,” kata salah satu penulis utama Dr. Fan Wang dari Universitas Teknologi Sydney (UTS).

“Secara tradisional, Anda membutuhkan ratusan miliwatt daya laser untuk menangkap partikel emas berukuran 20 nanometer. Dengan teknologi baru kami, kami dapat menjebak partikel berukuran 20 nanometer menggunakan daya puluhan miliwatt.”

Xuchen Shan

“Kemampuan untuk mendorong, menarik, dan mengukur kekuatan benda mikroskopis dalam sel, seperti filamen DNA atau enzim intraseluler, dapat mengarah pada kemajuan dalam pemahaman dan pengobatan berbagai penyakit seperti diabetes atau kanker.

“Pemindai mikro mekanis tradisional yang digunakan untuk memanipulasi sel bersifat invasif, dan resolusi pemosisiannya rendah. Mereka hanya dapat mengukur hal-hal seperti kekakuan membran sel, bukan kekuatan protein motorik molekuler dalam sel, ”katanya.

Tim peneliti mengembangkan metode unik untuk mengontrol sifat bias dan sifat luminesensi nanopartikel dengan doping kristal nano dengan ion logam tanah jarang.

Setelah mengatasi tantangan mendasar pertama ini, tim kemudian mengoptimalkan konsentrasi doping ion untuk mencapai perangkap partikel nano pada tingkat energi yang jauh lebih rendah, dan pada peningkatan efisiensi 30 kali lipat.

“Secara tradisional, Anda membutuhkan ratusan miliwatt daya laser untuk menangkap partikel emas berukuran 20 nanometer. Dengan teknologi baru kami, kami dapat menjebak partikel 20 nanometer menggunakan daya puluhan miliwatt,” kata Xuchen Shan, salah satu penulis pertama dan seorang kandidat doktor di Sekolah Teknik Elektro dan Data USS.

“Pinset optik kami juga mencapai rekor sensitivitas atau ‘kekakuan’ yang tinggi untuk partikel nano dalam larutan air. Menariknya, panas yang dihasilkan oleh metode ini dapat diabaikan dibandingkan dengan metode yang lebih lama, jadi pinset optik kami menawarkan sejumlah keunggulan,” katanya .

Rekan penulis utama Dr Peter Reece, dari University of New South Wales, mengatakan penelitian uji konsepsi ini merupakan kemajuan signifikan dalam bidang yang menjadi semakin canggih bagi para peneliti biologi.

“Prospek pengembangan probe gaya skala nano yang sangat efisien sangat menarik. Harapannya adalah probe gaya dapat diberi label untuk menargetkan struktur dan organel intraseluler, memungkinkan manipulasi optik struktur ini,” katanya.

Profesor yang terhormat Dayong Jin, Direktur Institut UTS untuk Bahan dan Perangkat Biomedis (IBMD) dan rekan penulis utama, mengatakan pekerjaan ini membuka peluang baru untuk pencitraan fungsional resolusi-super biomekanik intraseluler.

“Penelitian IBMD difokuskan pada menerjemahkan kemajuan dalam fotonik dan teknologi material ke dalam aplikasi biomedis, dan jenis perkembangan teknologi ini selaras dengan visi ini,” kata Profesor Jin.

“Setelah kami menjawab pertanyaan fundamental sains dan menemukan mekanisme baru fotonik dan sains material, kami akan melanjutkan untuk menerapkannya. Kemajuan baru ini akan memungkinkan kami menggunakan mode berdaya rendah dan kurang invasif untuk menjebak objek.” Nanoscopic, seperti sel hidup dan kompartemen intraseluler, untuk manipulasi presisi tinggi dan pengukuran biomekanik skala nano. “

Referensi: “Penjepit optik di luar indiscretibility indeks bias menggunakan nanopartikel konversi tinggi yang sangat dikotori” oleh Xuchen Shan, Fan Wang, Dejiang Wang, Shihui Wen, Chaohao Chen, Xiangjun Di, Peng Nie, Jiayan Liao, Yongtao Liu, Lei Ding, Peter J. Reece dan Dayong Jin, 18 Februari 2021, Nanoteknologi Alam.
DOI: 10.1038 / s41565-021-00852-0

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.