麻省理工學院（MIT）近日在生物科技領域取得重大突破，以該學院電機工程和電腦科學系的 Jelena Notaros 教授主導的研究團隊，成功開發出一種基於晶片的微型「牽引光束」，如同科幻電影《星際大戰》中能捕捉千年鷹號的光束一樣，有望改變生物學家和臨床醫生研究細胞的方式。
這項創新技術的核心在於一片極小的矽光子晶片。透過晶片發射出的光束，研究人員能夠精確操縱距離晶片表面數毫米的微小粒子，甚至可以穿透保護生物樣本的玻璃蓋玻片，讓細胞在無菌環境下進行研究。
傳統的光鑷技術雖然能捕獲和操縱微粒，但往往需要笨重的顯微鏡設備，限制了其應用範圍。這項新型光學操控技術具有多項優勢：不僅尺寸迷你，可手持操作，更能透過矽光子技術實現大規模量產。此外，它能夠同時操縱多個微小粒子，效率極高。最重要的是，這項技術能透過玻璃蓋玻片操作細胞，減少污染，同時實現遠距離捕獲細胞的突破性進展。
該技術能夠捕捉和操縱距離晶片表面數十倍遠的細胞，遠超以往的晶片光鑷。研究人員利用「整合光學相控陣」系統，精準控制光束聚焦，成功克服以往晶片光鑷只能近距離操作的限制。
透過精準操縱DNA片段，研究人員得以快速、準確地對不同類型的細胞進行分類，有助於我們更深入地了解疾病的發生發展機制。這一切有賴於核心元件「矽光子晶片」發射出的光束，以及透過整合光學相控陣和精確的相位模式所實現的精準光束控制。
這項研究已刊載於《Nature Communications》期刊。
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（首圖來源：MIT）
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