Chip miniaturizzato del MIT rivoluziona la manipolazione cellulare

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Di Maria Astona
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'Microchip che proietta luce per manipolare particelle biologiche.'

RomeRicercatori del MIT hanno sviluppato un nuovo dispositivo che utilizza la luce per controllare particelle biologiche. Questo dispositivo, di dimensioni ridotte, potrebbe rivoluzionare il modo in cui scienziati e medici esaminano cellule e malattie. Offre numerosi vantaggi rispetto ai dispositivi ottici tradizionali, che di solito sono ingombranti e complessi.

  • Compatto e portatile, sta nel palmo della mano
  • Utilizza la tecnologia silicon-photonics per emettere un raggio di luce preciso
  • Protegge i campioni in ambienti sterili penetrando i vetrini di copertura
  • Permette la manipolazione delle cellule a distanze finora irraggiungibili

Il MIT ha sviluppato un nuovo dispositivo che risolve alcuni problemi dei tradizionali pinzette ottiche. Questi strumenti usano fasci di luce focalizzati per trattenere particelle, ma tendono ad essere ingombranti e a richiedere il contatto diretto con i campioni. Il nuovo dispositivo, invece, utilizza un chip fotonico in silicio, il quale supera questi limiti. Questo chip permette di controllare la luce sulla sua superficie, eliminando la necessità di attrezzature voluminose e riducendo il rischio di contaminazione. Inoltre, è in grado di intrappolare particelle a qualche millimetro di distanza, diversamente dalle vecchie versioni che dovevano essere molto vicine alle particelle.

Il MIT ha sviluppato un nuovo sistema che utilizza un gruppo di piccole antenne per controllare e dirigere fasci di luce. A differenza dei sistemi precedenti, progettati per applicazioni come il lidar, questa nuova configurazione concentra i fasci di luce con precisione, permettendo di manipolare particelle in modo più efficace. Questa innovazione aumenta la flessibilità e la precisione nella gestione delle particelle.

Il team ha utilizzato questa tecnologia per catturare piccole sfere di plastica e successivamente cellule cancerogene. Questi test dimostrano che potrebbe essere impiegata in diverse ricerche biologiche. Il dispositivo è in grado di mantenere un ambiente pulito durante il lavoro con le cellule, il che potrebbe favorire nuove scoperte nella ricerca biologica. I ricercatori intendono inoltre migliorarlo consentendo modifiche nella regolazione dell'altezza del fuoco e la capacità di intrappolare più siti contemporaneamente.

Innovazione nelle tecnologie ottiche: un nuovo strumento accessibile e flessibile per i ricercatori è destinato a rivoluzionare il settore, con importanti applicazioni nella classificazione cellulare e nello studio dei meccanismi delle malattie. Questo potrebbe portare a un approccio più efficiente nella ricerca biologica. Grazie al finanziamento della National Science Foundation e delle borse di studio del MIT, tale innovazione potrebbe presto diventare comune nei laboratori di tutto il mondo.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-52273-x

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

Tal Sneh, Sabrina Corsetti, Milica Notaros, Kruthika Kikkeri, Joel Voldman, Jelena Notaros. Optical tweezing of microparticles and cells using silicon-photonics-based optical phased arrays. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-52273-x
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