【基於晶片的光阱揭示 DNA】

八方

【基於晶片的光阱揭示 DNA】

 

拉伸 DNA 晶片上

通過美國的研究人員已創建的陣列可容納與納米精度微小物體的光學陷阱。基於一個矽晶片，陷阱由鐳射單供電和小得多，更穩定、 更節能，比傳統的光學陷阱。

陷阱可以還設置較少的時間，不需要高水準的專門知識從運營商。

其結果是，其發明者們相信他們能成為高通量 DNA 等生物大分子的研究的有用工具。

光學陷阱 — — 或光學鑷子使用鐳射光操縱一樣小小的、 微妙的 DNA 單鏈的物件。

雖然這些實驗可以提供有價值的資訊有關的機械屬性的大的分子 — — 比如蛋白質是如何折疊的 — — 他們可以採取年成立，是耗費時間和困難來運行的。

但現在一個團隊領導由蜜雪兒 · 王，和米哈爾利普森康奈爾大學創造了一個小小的基於晶片的設備，使幾個捕獲的實驗中，並行運行。

被稱為納米光子學駐波陣列陷阱 （nSWAT），該設備提供高程度的穩定性和控制，需要較少的鐳射燈比傳統的方案。

外掛程式中-玩陷阱

"我們的光阱創新減少臺階頂光學了一個小裝置在晶片上，"王說，他是分子生物物理學家。

"這更像是外掛程式的-玩，"她補充道。

"對於通常需要一年來做一個實驗，我們希望這時間縮短至一個月。

王和利普森開發設備和康奈爾大學的物理系和 Howard Hughes 醫學研究所的研究人員。

片上干涉儀用於拆分和重組進形成駐波在波導內的兩個反向傳播波的倏逝波。

倏逝波的兩個光學材料介面附近發生和迅速腐爛的距離比光的波長小得多。

這種快速變化強度是理想的陷印物件，駐波波節提供數十到數百個粒子陷阱的一個陣列。

NSWAT 使用更少的鐳射能量時許多陷阱在並行運行。

"通常，如果你想你需要 100 梁 100 個陷阱，"王解釋說。

"這裡的雷射光束是回收利用 — — 以有更多的陷阱，你只是拉長了波導而不需要更多的鐳射功率"。

納米控制

這項技術還允許用納米精度控制的粒子的位置。

這樣做是使用可以改變折射率光波導的微小晶片上加熱器。

這會影響倏逝波，則移動位置的波節陷阱的階段。

據王，這是與以往納米光子波導在其中捕獲的粒子不斷推進沿的波導，沒有辦法精確地控制它們的位置不同。

但她補充說，"這些以前的設計提供服務對我們目前的工作的啟示。

陷印處理的新方法也是內在穩定，和視頻跟蹤顯示無漂移中被困的粒子的位置後超過 10 分鐘。

以前曾試圖設置多個基於分時雷射器的光學陷阱遭受到穩定性較差，因為雷射光束不穩定。

在細胞生物學中的應用

王認為該技術提供了有關的 DNA、 RNA 和基於 RNA 的過程和基於 DNA 的過程蛋白質折疊和展開的單分子研究有希望的方法。

她還說有可能是在細胞生物學中的應用。

王說："現在我們面臨的挑戰是要優化的設備，使單分子測量常規和精簡，每個方面"。

"這需要大量的工作，以提高測量和操作能力、 燕尾槽設備到商業顯微鏡和開發軟體，完全自動化的資料獲取和控制"。

全部細節中自然納米技術報告.

還有更多關於如何光鉗用來研究生物分子這篇專題文章： "光學鑷子： 物理學在那裡會見生物學".

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安娜 Demming 是nanotechweb.org的線上編輯器

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