صفحه نخست » اخبار فناوری لیزر » کنترل نانوربات های زیستی بوسیله انبرک های هولوگرامی نوری
شماتیک قسمت (a) نشان دهنده­ی ­فرآیند چسبندگی یک باکتری خودران بر روی یک سطح پوشش داده شده بر اساس یک موچین هولوگرافی(HOT) ست.
 تصویر زمینه نشان می­دهد که چندین باسلیوس سوبتیلیس (Bacillus subtilis) متصل به یک سطح پوشش داده شده هستند و (b) فلش­های قرمز در تصویر جریان مایع محیطی ناشی از تحریک باکتریایی را نشان می­دهد.
در چند سال اخیر روش­های مختلفی برای بهره­برداری ازحرکت نانوموتور باکتریایی استفاده شده است. به عنوان مثال، از باکتری­های خودران، مانند اشرشیاکلیو باسلیوس سویتیلیس (subtilis Bacillus)، متصل بر روی سطوح جامد (فرش باکتریایی)، برای پمپ مایعات و به منظور بهبود روند مخلوط کردن درسیستم­های میکروسیال استفاده شده است. همچنین از میکروسفرهای متداول تا اشیاءپیچیده تر غیر جاندارمانند چرخ دنده­های میکروسکوپی، برای حمل و نقل و چرخش میکروذرات استفاده شده است.
یک پیش نیاز برای استفاده منطقی از چنین موتورهای بیولوژیکی بطور کارآمد، روش اتصال است (اتصال یک و یا انبوهی ازسلول­های بیولوژیکی به یک سطح خاص و یا میکروذرات به شیوه­ای تعریف شده) که به بهترین کنترل ممکن ازمکان و وضعیت هر سلول می­انجامد.
فرآیند الگودهی میکرویی (micropatterning) و مونتاژ میکرویی (microassembly) نیاز به تلاش نسبتا زیاد، مواد مناسب و دانش ضمنی استفاده از این مواد و تجهیزات دارد. علاوه بر این، فرایند کنترل باکتری­ها بسیار محدود است، و این رویکرد فاقد ویژگی­هایی چون انعطاف­پذیری و قابلیت شکل پذیری مجدد با توجه به آرایش­های جدید است.
کورنلیا دنز، آلوارو باروسو، فلوریان هورنر، و لاندورساز از موسسه فیزیک کاربردی(IAP) در دانشگاه مونستر آلمان، یک راه حل کلی برای این مشکل مطرح کرده­اند که شامل استفاده از  انبرک­های نوری هولوگرافی است (HOT). در این روش، می­توان دهها تله نوری برای کنترل مونتاژ تک باکتری­ها درمکان­های خاص ایجاد کرد.
برای دستیابی به چشم انداز ایجاد دام­های نوری، تیم تحقیق یک پرتو لیزر را  با استفاده از مدولاتور نور فضایی تک فاز(SLM)، مدوله می­کند. این کار برای تولید انبرک­های نوری در صفحه­ی نمونه است. هر یک ازتله­های نوری می­تواند به طور مستقل در زمان حقیقی کنترل شود به طوری که چندین سلول باکتریایی و ذرات را می توان به طور همزمان دستکاری کرد.
علاوه بر این، انتخاب مناسب طول موج لیزر(در اینجا۱۰۶۴ نانومتر)، میزان توان، و مدت زمان در معرض تابش قرار گرفتن تضمین می­کند که نور جذب شده توسط نمونه­های بیولوژیکی برای آسیب­های جدی در هنگام مونتاژ ناکافی است.
این محققان با ترکیب سه بعدیHOT باکتریهای متعدد و سطوح پیوست کنترل شده که با نقش­های مشخص تدارک دیده شده بودند، تحریک میکروسیستم­ها توسط باکتری خودران را نشان داده­اند.
در طرح اول، آنها از لحاظ نوری به دام افتادند، حرکت کردند و آرایه های چندین سلول باکتریایی به صورت کنترل شده بر روی صفحات همگن و ارزان قیمتی که دارای پوشش پلی استیرن بودند، پیوست شدند (شکل را مشاهده کنید).
همانطور که در تصویر بنابر موقعیت نسبی مرتبط آنها در تصویر نشان داده شده است، پس از اعمال پرتو لیزر به عنوان دام، باکتری شروع به چرخش می­کند. معمولا در فرکانس­های پایین(چندهرتز)، حول یک محور چرخش در مجاورت جسم سلولی است. این باکتری­ها به وضوح متحرک هستند اما نکته جالب آن است که با تبعیت از یک مدل مکانیکی ساده تنها توسط یک تاژک به سطح متصل شده­اند.
به این طریق،چرخش باکتری­های میکروسیستم (Microsystem) باعث ایجاد یک جریان پیوسته است که می تواند باعث مخلوط شدن مایعات و یا ایجاد حرکت­هایی در مایعات، بعنوان سیال پویا، شود.
تیم تحقیقاتی مذکور در جهت مونتاژ میکروربات­های زیست-ترکیبی شامل یک تک باکتری خودران و یک تک ذره­ی حمل بار، با بکارگیری توانایی HOT، کنترل پویا و ترتیب و آرایش دادن ده­ها ذره­ی نانو کروی (nonspherical) در هر پیکربندی و آرایش مطلوب را به انجام رساندند.
نیروی محرکه مونتاژ نوری میکروربات­ها، پتانسیل این روش را به عنوان یک استراتژی قدرتمند برای ساخت میکروربات­های زیست- ترکیبی نشان می­دهد. که می­تواند به عنوان وسیله­ای برای حمل و انتقال در زمینه­ی انتقال دارو به مکان­های غیر قابل دسترس مفید واقع شود.
در آینده، این گروه قصد استفاده از ظروف و قالب­های نانوی (nanocontainers) تدارک دیده شده با مولکولهای زیستی را دارد. زیرا قالب­های مذکور برای تعامل با سطح سلول شناخته شده هستند. این مرحله، فرصت­های آینده را برای ساخت سیستم­های میکروربات زیست-پزشکی فراهم خواهد کرد.