光ピンセット技術､熱の危険性を克服するために調整

July, 13, 2021, Austin--3年前に､Arthur Ashkinは光ピンセット発明でノーベル賞を受賞した｡光ピンセットは､ハイパワーレーザビームの形で光を使い､粒子を捉え､操作する｡数十年前に発明されたにもかかわらず､光ピンセットは､まだ大きなブレイクスルーにつながり､生物システム研究に今日広く利用されている｡

しかし､光ピンセットには欠点がある｡レーザビームとの相互作用が長引くと､分子や粒子を変え､過度の熱でそれらに損傷を与える可能性がある｡

テキサス大学オースチンの研究者は､この問題を解決する光ピンセット技術の新しいバージョンを作製した｡すでに高く評価されているツールを新たなタイプの研究に広げ､それらの利用プロセスを簡素化する開発である｡

過熱の問題を回避するブレイクスルーは､2つのコンセプトの統合によるものである｡光(この場合は､レーザ)を照射すると冷却される材料で構成された基板の利用､熱拡散というコンセプト｡これは､一般に可動粒子が､より低温の環境に惹きつけられる現象｡

より温度の低い材料が粒子を引き寄せ､分離を容易にするとともに過熱から粒子を保護する｡熱の問題を解決することで､光ピンセットは、生体分子､DNA､病気などにより広く利用されるようになる｡

光ピンセットは､通常のピンセットと同じことをする｡小さな物体を取り上げ､それらを操作する｡しかし、光ピンセットは､遙かに小さなスケールで機能し､光を使って物体を捉え､動かす｡

DNA分析は､光ピンセットの一般的な用途である｡しかし､それをするにはナノサイズのガラスビーズをその粒子に取り付ける必要がある｡次に､その粒子を動かすために､レーザをビーズに照射する､粒子そのものではない｡DNAは､光の熱効果で損傷を受けるからである｡

研究チームの次のステップは､自律制御システムの開発を含む｡特別なトレーニングを受けていない人にも光ピンセットが使いやすくなり､血液や尿など体液のピンセット取扱能力を拡大するためである｡また､チームは､研究成果の商用化にも取り組んでいる｡

(詳細は､https://news.utexas.edu)