Ein neuer Traktorstrahl-Chip vom MIT kann biologische Partikel mithilfe von Lichtstrahlen bewegen und manipulieren. Er soll dabei helfen, DNA zu untersuchen und Krankheiten zu erforschen.
Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben kürzlich eine neue Technologie vorgestellt, die aus den Star Wars-Filmen stammen könnte. Sie basiert auf einem Chip und ermöglicht einen Traktorstrahl, um biologische Partikel zu manipulieren. Die Methode könnte Biologen und Medizinern dabei helfen, Zellen und DNA genauer zu untersuchen und Krankheiten besser zu verstehen.
Das Besondere: Der Traktorstrahl verwendet Lichtstrahlen, die ein winziger Chip aussendet. Dadurch kann dieser Zellen, die sich mehrere Millimeter entfernt befinden, fangen und bewegen. Eine direkte Entfernung der Zellen aus ihrer sterilen Umgebung ist nicht nötig.
Traktorstrahl-Chip wie in Star Wars
Normalerweise nutzen Forscher optische Pinzetten, um mikroskopisch kleine Partikel mithilfe von Licht zu bewegen. Doch diese Pinzetten erfordern sperrige Mikroskop-Aufbauten, die viel Platz und Aufwand benötigen. Das MIT-Team entwickelte nun eine kompaktere Lösung, die direkt auf einem Chip funktioniert.
Herkömmliche Chip-basierte Systeme konnten bisher nur Partikel manipulieren, die direkt auf dem Chip lagen. Doch das führte oft zu Verunreinigungen. Mit der neuen Technik lassen sich entfernte Partikel inzwischen zum Chip bewegen. Dadurch bleibt die Lebensfähigkeit der Zellen erhalten.
Erfolgreiche Manipulation von Krebszellen
Das Team nutzte sogenannte „integrierte optische Phasenarrays“. Das ist eine Technologie, die es erlaubt, Lichtstrahlen präzise zu lenken. Sie erzeugen dabei einen eng fokussierten Lichtstrahl, der die Partikel gewissermaßen einfängt und bewegt. Zuerst testeten die Forscher die Methode an kleinen Kunststoffkügelchen, bevor sie erfolgreich Krebszellen manipulierten. Sie planen, die Technologie weiterzuentwickeln, um noch komplexere biologische Systeme zu untersuchen.
Die neue Chip-Technologie könnte weitreichende Auswirkungen auf die biomedizinische Forschung haben. Durch die kostengünstige Produktion von Silizium-Photonik-Chips könnte optische Manipulation weltweit zum Standard in Laboren werden. Das würde es ermöglichen, Krankheiten effizienter zu diagnostizieren und biologische Systeme auf Einzelzellebene besser zu verstehen. Auch die Erforschung von Krankheitsmechanismen könnte durch die Technologie einen deutlichen Schub erhalten.