光电镊远距离捕获操纵小于10纳米物体和生物分子

发布时间: 2020-09-10 10:26:22   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

 

近日,范德堡大学(又名范德比尔特大学)电气工程学助理教授Justus Ndukaife已开发出首个光热电镊子,即光学纳米镊子,它可以捕获和操纵更小的物体。该成果在线发表在《自然纳米技术》杂志上。

微米级光镊代表了生物学研究的重大进步,但其可使用的物体尺寸有限。这是因为充当光学镊子钳的激光束只能将激光聚焦到一定直径(大约是激光波长的一半)。对于波长为700 纳米的红光,镊子只能使用低功率聚焦和操纵直径约为350纳米或更大的物体。当然,大小是相对的,因此,虽然350纳米非常小,但它会排除更小的分​​子,例如病毒,其大小为100纳米,或者DNA和小于10纳米的蛋白质。

  OECT系统的运行机制图

研究人员用OTET建立的技术在激光束和它所捕获的分子之间留下了几微米的距离,这是新型镊子如何工作的另一个重要因素。Ndukaife说:“我们已经制定了一种策略,使我们能够钳制极小的物体。” “捕获和操纵如此小的物体的能力使我们能够了解DNA和其他生物分子在单个层面上表现得非常详细的方式。”

OTET之前,只能使用高速离心机分离诸如细胞外囊泡之类的分子。但是,该技术的高成本阻碍了其广泛采用。另一方面,OTET有潜力提供给预算较少的研究人员使用。镊子还可以根据物体的大小对物体进行分类,这在寻找特定的外泌体时很重要,外泌体是细胞分泌的细胞外囊泡,可导致癌症转移。外泌体的大小范围为30150纳米,研究表明对特定外泌体的分类和研究具有挑战性。

Ndukaife设想的OTET的其他应用包括通过捕获病毒来检测病原体,以研究与神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏病)有关的蛋白质。这两种应用都可能有助于早期发现疾病,因为镊子可以有效捕获低水平的分子,这意味着在研究引起疾病的分子之前不必先全面研究疾病。OTET也可以与其他研究技术相结合,例如生物荧光和光谱学。

 

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