استفاده از تله‌های نوری برای توسعه آزمایشگاه روی تراشه

محققان تراشه مفهومی جدیدی با استفاده از تله‌های نوری بدون لنز ساختند که برای آزمایشگاه روی تراشه قابل استفاده است.

محققان دانشگاه پلی تکنیک تومسک به همراه همکاران خود از دانشگاه ملی چیائو تونگ (تایوان) مفهومی جدید در بخش تله نوری ارائه کرده اند. این دانشمندان نشان دادند که می‌توان از دو آجر میکرو دی الکتریک به جای لنز استفاده کرد. در دراز مدت، چنین تله‌ای را می‌توان در آزمایشگاه روی تراشه (LOC) استفاده کرد. آزمایشگاه روی تراشه دستگاه کوچکی است که امکان انجام تحقیقات مختلف از جمله تحقیقات بیوشیمیایی با استفاده از تراشه چند میلی متر مربع را فراهم می‌کند. این فناوری به طور قابل توجهی فرصت‌هایی در بخش آزمایشگاه‌های کوچک را فراهم می‌آورد. نتایج یافته‌های ای نتحقیق در مجله دانشگاهی Optics Letter  منتشر شده است.

به این تله نوری، کپسول نوری نیز می‌گویند. دستگاهی است که از پرتو لیزر استفاده می‌کند تا اشیاء کوچک را به دام اندازد، بدون این که ساختار داخلی آن‌ها را مختل کند. به‌عنوان مثال، این ابزار می‌تواند سلول‌های زنده، پروتئین‌ها و مولکول‌ها را به دام اندازد. یک اصل عملکرد کپسول‌های نوری شناخته شده این است که معمولاً مبتنی بر استفاده از پرتوهای ساختاری پیچیده هستند.

دانشمندان روشی بدون عدسی برای تشکیل میکروکپسول نوری پیشنهاد کردند. در این پروژه، با استفاده از دو آجر دی الکتریک، یک دامنه بسته از محلی‌سازی میدان ایجاد می‌شود. اندازه این آجرها با طول موج نور مقایسه می‌شود.

شبیه سازی و محاسبات فرآیند بر اساس حل معادلات ماکسول انجام شد. از نانوذرات طلا به‌عنوان نمونه برای این محاسبات استفاده شد. طلا یک ماده کلاسیک برای حل چنین مسائلی است. چرا که نانوذرات طلا ذرات در طول موج انتخابی جذب دارند.

اولگ مینین از محققان این پروژه می‌گوید: «مفهوم توسعه یافته توسط ما امکان دستیابی به یک تله نوری پرولاتی را فراهم می کند. این یک مزیت قطعی است زیرا چنین کپسولی می‌تواند نه تنها نانوذرات کروی بلکه ذرات پرولاتی را نیز جذب کند. به ویژه، نانوذرات پرولات ویروس هستند. به‌طور قابل توجهی دامنه کاربرد را گسترش می‌دهد.»

در مرحله آزمایشی بعدی پژوهش، دانشمندان این مفهوم را به صورت عملی آزمایش خواهند کرد. تله های نوری بدون لنز را می توان در پزشکی، زیست شناسی و همچنین در سنتز مواد جدید به کار برد.