Новый обзор, опубликованный в EPJ Plus, отражает последние достижения OTs за последние десятилетия. Авторами обзора являются исследователи из Колледжа информационных наук и инженерии Северо-Восточного университета, Шэньян, Китай - Шэн Ху, Цзюнь-янь Е, Ен Чжао и Чэн-Лян Чжу.

"Хорошо известно, что клетка является основной единицей человеческой жизни. Если мы сможем понять мутацию, пролиферацию и некроз клеток, болезни внутри человеческого организма будут обнаружены и решены на уровне клетки", - говорит Ху. "Таким образом, оптический пинцет можно рассматривать как пионер, используемый для ограничения этих молекул, чтобы более точные биоизмерения могли фиксировать изменения в одной клетке, включая белок, митохондрии и ДНК".

Авторы начинают с объяснения происхождения OTS, восходящего к работам Джеймса Клерка Максвелла, и того факта, что свет, несмотря на недостаток массы, может обладать импульсом. Таким образом, импульс света мог бы создать механический эффект в материи. Позже эта концепция была развита в идею о том, что мелкие частицы могут быть взвешены с помощью оптических устройств.

Авторы отмечают, что появление лазерных приборов - когерентного света как с высокой интенсивностью, так и с хорошими монохроматическими характеристиками - привело к оптическому манипулированию такими микрочастицами, причем стабильное улавливание микрочастиц было достигнуто в 1986 году.

OTS в настоящее время развились до такой степени, что их можно использовать для улавливания, сортировки, транспортировки и обогащения различных биологических частиц. Для более сложных и деликатных задач одиночные оптические лучи теперь усиливаются такими устройствами, как акустооптические модуляторы и электрические вибрирующие зеркала.

Исследователи добавляют, что OTs теперь можно использовать для сопровождения новой микроскопической установки под названием "человеческий яркий глаз", чтобы выявить микроструктуру, состоящую из микро / наночастиц. Это означает, что OTs может действовать как "тонкий человеческий палец", деликатно удерживающий эти частицы, в то время как этот искусственный человеческий глаз исследует их.

Команда подробно описывает преимущества OTS по сравнению с аналогичными методами, такими как атомно-силовые микроскопы (АСМ), магнитные пинцеты (МТ) и акустические пинцеты (АТ). Эти преимущества включают в себя обеспечение более высокой силы воздействия, их неинвазивный характер и тот факт, что они состоят из нескольких оптических компонентов.

Это означает, что оптические манипуляции и, в частности, OTS нашли применение в таких разнообразных областях, как биология, фармакология и клинические исследования, охватывающие нано- и микрочастицы от молекул до клеток.

"Учитывая потенциальные применения OTs в "реальном мире", предстоит пройти еще долгий путь", - заключил Ху. "Например, проблема радиационного воздействия на клетки или белки нуждается в улучшении. Более того, достижение стабильности оптических рисунков для субмикромасштабных частиц по-прежнему является сложной задачей, что отражает сложную оптическую настройку. Хотя это может привести к путанице и даже иногда разочарованию, интригующие биологические презентации мотивируют нас способствовать прогрессу техники".