Ученые центра физики наноструктур ИТМО создали новый инструмент для изучения одиноких частиц. Устройство формирует электрическое поле, которое заставляет одинокие частицы левитировать и удерживает их в строго определенной точке. Преимущество изобретения состоит в том, что оно просто в использовании, подходит для любого микроскопа и не требует глубоких знаний в оптике. Такая электродинамическая приставка-манипулятор будет полезна ученым, которые занимаются созданием новых материалов в наноинжиниринге, изучением уникальных свойств частиц в физике, а также скринингом биологических клеток.
Устройство представляет собой небольшой герметичный прямоугольный короб, который вставляется в предметный столик микроскопа. Внутри этого короба находятся четыре длинных и два коротких электрода, которые утягивают частицы нужной формы, размера и массы, удерживая их благодаря созданному электрическому полю. По словам изобретателей, устройство может работать с частицами разных масс и зарядов, при этом оптические свойства частиц не влияют на эффективность удержания.
Как рассказал Семен Рудый, один из авторов исследования, заведующий лабораторией в международном научно-образовательном центре физики наноструктур ИТМО, особенность электродинамического поля, удерживающего частицу приставкой-манипулятором, позволяет заранее узнать, где летает одиночная частица, и за несколько мгновений навести на нее объектив. При стандартных измерениях приходится долго сканировать подложку в поиске объекта исследования.
«С нашей разработкой можно изучать любые заряженные объекты размером от нескольких десятков нанометров до сотен микрометров. Область исследования тоже не ограничена — от биологических структур для поиска заболеваний на ранней стадии, например рака, до синтеза новых материалов в наноинжиниринге и изучения свойств частиц для продвижения фундаментальной науки», - подчеркнул ученый.
Прибор проще и удобнее оптического пинцета, использование которого требует не только требует глубоких знаний в оптике, много времени и сил для реализации, но и ограничивает возможность масштабирования исследований. Кроме того, оптический пинцет является сложной установкой, требующей постоянной точной и длительной настройки под проведение разных измерений, а переместить его из одной лаборатории в другую непростая задача для ученых.
Специалисты ИТМО отмечают, что в в дальнейшем электродинамические ловушки можно скрестить с оптическими, чтобы получить гибридный механизм захвата нескольких частиц. С помощью такого инструмента можно будет манипулировать двумя наночастицами и заставлять их взаимодействовать. Эта функция пригодится для скрининга биологических клеток и выявления болезней, например для исследования жесткости клеточных мембран или искусственного оплодотворения мушек-дрозофил как материала для генетических исследований.
Источник: «Научная Россия»
распечатать статью
