Dispositivo de bolsillo con haz lumínico tractor para capturar y manipular células sin tocarlas

El concepto de rayo tractor, que se usa en la ciencia-ficción, como por ejemplo en las sagas de Star Trek y La guerra de las galaxias, ha terminado teniendo un cierto paralelismo en la tecnología real actual, aunque por ahora limitado al control de objetos de masa minúscula mediante la presión ejercida por la luz. Un nuevo avance ha conducido a un dispositivo de este tipo asombrosamente miniaturizado, a diferencia de los voluminosos equipamientos que hasta ahora se han venido empleando, y que además es capaz de manipular células u otros cuerpos sin causarles daños ni contaminarse, algo que no puede decirse de aparatos previos.

El avance es obra de un equipo encabezado por Tal Sneh, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.

El dispositivo, tan pequeño que cabe en la palma de la mano, utiliza un haz de luz emitido por un chip fotónico de silicio para manipular partículas situadas a milímetros de la superficie del chip, una distancia muy superior a la conseguida mediante otros sistemas de este tipo. La luz puede atravesar los cubreobjetos de cristal que protegen las muestras utilizadas en experimentos biológicos, permitiendo que las células permanezcan en un entorno estéril.

Las pinzas ópticas tradicionales, que atrapan y manipulan partículas mediante luz, suelen requerir voluminosos microscopios. En cambio, las pinzas ópticas basadas en chips son una versión más compacta, fabricable en masa, ampliamente accesible y con una eficiencia suficientemente buena para la manipulación óptica en experimentos biológicos.

Otros sistemas compactos de pinzas luminosas solo pueden capturar y manipular células que estén muy cerca o directamente sobre la superficie del chip. Esto contamina el chip y puede provocar daños o alterar las células, limitando su compatibilidad con experimentos biológicos estándar.

En cambio, el nuevo dispositivo permite sostener y manipular células a una distancia cien veces mayor de la superficie del chip.

El nuevo dispositivo de “haz tractor” utiliza un haz de luz muy enfocado para capturar y manipular partículas biológicas sin dañarlas ni alterarlas. (Imagen: Sampson Wilcox, RLE. CC BY-NC-ND 3.0)

Es posible que en un futuro cercano, dispositivos como este sean de gran ayuda en biología y medicina para ayudar a estudiar ADN, clasificar células y realizar muchos otros trabajos.

Sneh y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Optical tweezing of microparticles and cells using silicon-photonics-based optical phased arrays”. (Fuente: NCYT de Amazings)