『光ピンセット』の進歩は生物医学研究を後押しするかもしれない

サイエンス出版部 発行書籍

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スターウォーズのジェダイが「フォース」を使って遠くから物体を制御するのと同じように、科学者は光または「オプティカルフォース」を使って非常に小さな粒子を動かすことができる。 「光ピンセット」として知られるこの画期的なレーザー技術の発明者は、2018年のノーベル物理学賞を受賞した。 光ピンセットは、金原子などのナノ粒子を組み立てて操作するために、生物学、医学、および材料科学で使用される。 ただし、この技術は、トラップされた粒子と周囲の環境の屈折特性の違いに依存している。現在、科学者らは、背景環境と同じ屈折特性を持つ粒子を操作して、根本的な技術的課題を克服できる新しい技術を発見した。   「高度にドープされたアップコンバージョンナノ粒子を使用した屈折率の不一致を超えた光ピンセット（Optical Tweezers Beyond Refractive Index Mismatch Using Highly Doped Upconversion Nanoparticles）」と題されたこの研究 は、2021年2月18日にNature Nanotechnology のオンラインで公開された。「この画期的な進歩は、特に医学などの分野で大きな可能性を秘めている」と、シドニー工科大学（UTS）の共著者であるFanWang医学博士は述べている。 「DNA鎖や細胞内酵素など、細胞内の微細な物体の力を押したり、引いたり、測定したりする機能は、糖尿病や癌などのさまざまな病気の理解と治療に進歩をもたらす可能性がある。従来の機械式マイクロプローブを使用した細胞操作は侵襲的であり、位置決めの分解能は低い。細胞内の分子運動タンパク質の力などには使えず、細胞膜の剛性などを測定することしかできない。」と彼は述べた。 研究チームは、ナノ結晶に希土類金属イオンをドープすることにより、ナノ粒子の屈折特性と発光を

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