工程师创造出现实中的牵引光束 但它只能操纵微小的粒子

麻省理工学院创造了一种基于芯片的光学牵引光束，它能将穿透性光束聚焦在距离芯片表面 5 毫米以上的地方。 这听起来可能不算什么，但与以前只能在芯片几微米范围内工作的集成"光学镊子"相比，这已经改变了游戏规则。 这些旧方法基本上都是将细胞从无菌玻璃容器（通常用于生物实验）中取出，直接放在芯片表面，从而增加了污染风险。

这项突破改变了这些限制。 麻省理工学院的设备范围更广，可以精确地捕捉生物样本，并通过玻璃在生物样本周围移动，同时将其密封在标准的盖玻片容器中。 整个过程保持干净无菌。

至于微型牵引光束的工作原理，它取决于一种名为集成光学相控阵的硅光子元件。 它使用半导体制造工艺在芯片上制造出微型天线阵列。 只需调整驱动每个天线元件的光信号的时间，这些天线就能共同塑造和引导聚焦光束。

据该团队介绍，正如麻省理工学院新闻稿所指出的，该系统"比以前的演示提高了几个数量级"。

另一项重大改进是，这一新系统首次将牵引光束功能缩小到芯片大小。 用于相同目的的典型设计不仅范围有限，而且相当笨重，需要在实验室安装大型显微镜，以及多个设备来形成和控制光线。

为了验证他们的发明，麻省理工学院的工程师们首先用芯片捕捉和操纵微小的聚苯乙烯球（实验中使用的参考粒子）。 一旦这种方法奏效，他们就升级到捕获和移动活的癌细胞。

尽管仍处于早期阶段，但它对生物研究甚至临床应用的潜在影响是巨大的。 这种光束可用于分析 DNA、对细胞进行分类、研究疾病的机理，以及用于各种新的实验和诊断工具。

研究人员还希望不断改进该系统，目标包括增加可调节的光束焦点、同时使用多个捕获点，以及将其应用于不同的生物系统。