De Nobelprijs voor natuurkunde van dit jaar, toegekend voor ontdekkingen in laserfysica, herkent optische pincetten. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Göteborg een methode ontwikkeld die het gebruik van optische pincetten aanzienlijk vereenvoudigt en verbetert.

"Het idee kwam bij mij op tijdens een bezoek aan de Nationale Autonome Universiteit van Mexico vorig jaar. Het bleek dat het lab daar al over alle gegevens beschikte om te bewijzen dat deze nieuwe methode werkte, " zegt Giovanni Volpe, een universitair hoofddocent bij de afdeling Natuurkunde, Universiteit van Göteborg.

Optisch pincet werd eind jaren tachtig ontdekt. Ze kunnen worden omschreven als lichtstraalvingers die deeltjes kunnen vasthouden, atomen, moleculen en zelfs bacteriën en andere levende cellen. De techniek bestaat uit een optische laser met de mogelijkheid om een ​​enkele cel vast te houden, bijvoorbeeld, zonder deze te beschadigen. Dit maakt het mogelijk om zeer nauwkeurige metingen te doen.

Meetmethoden verbeteren

De uitdaging bij het gebruik van optische pincetten was de noodzaak om de optische laser precies te kalibreren. Onderzoekers die optische pincetten gebruiken, moeten precies weten waar ze naar willen kijken, en op welke manier, om de precieze instellingen te maken die nodig zijn voordat de metingen beginnen.

Met de nieuwe ontdekking die momenteel wordt gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie , de techniek zal nu aanzienlijk gemakkelijker te gebruiken zijn.

"We zijn erin geslaagd een meetmethode te ontwikkelen die nauwkeuriger is, maar dat gebruikt 10 keer minder data en is 100 keer sneller dan de methoden die momenteel beschikbaar zijn, ", zegt Giovanni Volpe. "De methode is volledig geautomatiseerd en vereist geen vooraf ingestelde parameters om te werken."

Kan worden gebruikt in de farmaceutische industrie

Met deze methode, optische pincetten kunnen nu uit het natuurkundig laboratorium worden gehaald en worden gebruikt in farmaceutisch onderzoek.

"Persoonlijk, wat ik het meest opwindend vind aan de nieuwe methode is de mogelijkheid om systemen te bestuderen die niet in evenwicht zijn, systemen die in beweging zijn, "zegt Volpe. "We zullen fenomenen kunnen meten waarvan we eerder wisten, maar die we niet hebben kunnen zien."

Volgens de onderzoekers is optische pincetten kunnen nu worden gebruikt in biologische toepassingen om extreem kleine krachten te meten. De methode maakt het ook mogelijk om zogenaamde uitgebreide krachtvelden te analyseren.

Laura Perez García, die wordt vermeld als de hoofdauteur in het Nature Communications-artikel, is nu als doctoraatsstudent toegetreden tot de afdeling Natuurkunde aan de Universiteit van Göteborg.

"Ik ben trots om deze ontdekking aan te kondigen. De resultaten zijn te danken aan een goede internationale samenwerking, wat er ook toe heeft geleid dat ik naar Göteborg ben verhuisd en deel ben gaan uitmaken van het onderzoeksteam van Giovanni Volpe, ', zegt Perez García.

Feiten:optisch pincet

De tool is uitgevonden door Arthur Ashkin en vertegenwoordigt een realisatie van zijn sciencefictiondroom:het krachtveld van licht gebruiken om fysieke objecten te verplaatsen. Toen Arthur Ashkin met succes laserlicht gebruikte om kleine deeltjes naar het middelpunt van de straal te duwen en ze daar te houden, optische pincet was geboren. Een grote doorbraak kwam in 1987, toen Ashkin levende bacteriën ving met het pincet zonder ze te beschadigen. Hij begon onmiddellijk het pincet te gebruiken om biologische systemen te bestuderen. Tegenwoordig worden optische pincetten veel gebruikt binnen de onderzoeksgemeenschap.