Optische Pinzette wird flexibel

  • 07. December 2017

Konzentrierte Lichtbündel erleichtern die medizinische Diagnostik.

Optische Fallen sind hochkon­zentrierte Lichtbündel mit denen sich mikro­skopisch kleine Objekte wie Zellen oder DNA festhalten, bewegen und unter­suchen lassen. Solche Pinzetten aus Licht sind nicht neu. Aufgrund ihrer relativ großen Optiken konnten Forscher Biomoleküle und deren Funktion bislang nur außer­halb der Zelle, also nicht in ihrer natür­lichen Umgebung, untersuchen. Der Arbeits­gruppe um Tomáš Čižmár am Leibniz-Institut für Photo­nische Techno­logien in Jena ist es jetzt zum ersten Mal gelungen, die Licht­bündel durch haarfeine optische Glasfasern zu leiten.

Abb.: Manipulation von acht Partikeln in einer rotierenden kubischen Anordnung mittels beweglicher optischer Pinzetten. (Bild: IPHT / NPG)

Abb.: Manipulation von acht Partikeln in einer rotierenden kubischen Anordnung mittels beweglicher optischer Pinzetten. (Bild: IPHT / NPG)

Die multi­modalen Fasern können aufgrund ihres geringen Durch­messers in lebende Gewebe und Orga­nismen eindringen ohne sie dabei zu beschä­digen. „Wir haben nun die Möglich­keit in bisher unerreich­bare Gewebe­regionen vorzudringen und dort Zellbestand­teile oder einzelne Moleküle in ihrer natürlichen, komplexen Umgebung zu beo­bachten. Wir hoffen damit zelluläre Abläufe, besonders solche die zur Entstehung von Krank­heiten führen, in Zukunft besser zu verstehen“ beschreibt Čižmár eine mögliche Anwen­dung der Tech­nologie.

Die aktuellen Forschungs­arbeiten zeigen, dass sich mit Hilfe von Licht und faser­basierten optischen Fallen dreidi­mensional angeordnete Mikro­objekte in Echtzeit und mit nanometer­genauer Ortsauf­lösung beliebig posi­tionieren lassen. Die Ergeb­nisse bilden die Grundlage für weitere Forschungs­projekte, mit dem Ziel haarfeine endo­skopische Faser­sonden für die Bildgebung in schwer zugäng­lichen Regionen lebender Orga­nismen zu entwickeln.

IPHT / JOL

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