Des chercheurs du MIT ont réalisé un exploit technologique en miniaturisant un faisceau tracteur optique sur une puce. Bien qu’il ne soit pas encore capable de soulever des vaisseaux comme au cinéma, il permet de manipuler des particules biologiques tout en maintenant un environnement stérile. Une avancée prometteuse pour la recherche.
Le MIT a mis au point un faisceau tracteur optique basé sur une puce qui peut concentrer un faisceau de lumière pénétrant à plus de 5 millimètres de la surface de la puce elle-même. Cela peut sembler peu, mais c’est une révolution par rapport aux précédentes « pince optiques » intégrées qui ne fonctionnaient qu’à quelques microns de la puce. Ces anciens dispositifs nécessitaient de retirer les cellules de leurs récipients en verre stériles, couramment utilisés pour les expériences biologiques, et de les placer directement sur la surface de la puce, augmentant ainsi les risques de contamination.
Cette avancée modifie ces contraintes. Grâce à son autonomie étendue, l’appareil du MIT peut piéger et déplacer des échantillons biologiques avec précision à travers le verre, tout en les maintenant scellés dans des récipients de couverture standards. Ce processus préserve tout dans un état propre et stérile.
Quant au fonctionnement du micro faisceau tracteur, il repose sur un composant de photonique silicium appelé réseau laser à phase intégrée. Ce système utilise une série d’antennes microscopiques fabriquées sur une puce par le biais de procédés de fabrication de semi-conducteurs. Ces antennes peuvent collectivement façonner et orienter un faisceau focalisé simplement en ajustant le timing des signaux optiques qui alimentent chaque élément d’antenne.
Selon l’équipe, comme l’indique un communiqué de presse du MIT, ce système est « une amélioration de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux démonstrations antérieures ».
Une autre avancée majeure est que ce nouveau système miniature réduit les capacités des faisceaux tracteurs à la taille d’une puce pour la première fois. Les conceptions typiques pour le même objectif n’ont non seulement qu’un champ d’action limité, mais sont également encombrantes et nécessitent une configuration de microscope considérable en laboratoire, accompagné de plusieurs dispositifs pour former et contrôler la lumière.
Pour valider leur invention, les ingénieurs du MIT ont d’abord utilisé la puce pour capturer et manipuler de minuscules sphères de polystyrène (une particule de référence utilisée dans les expériences). Une fois cela fonctionnel, ils sont passés à la capture et au déplacement de cellules cancéreuses vivantes.
Bien qu’encore à ses débuts, les implications potentielles sont énormes dans la recherche biologique et même dans des applications cliniques. Le faisceau peut être utilisé pour analyser l’ADN, classer les cellules, étudier la mécanique des maladies, ainsi que pour tous types de nouvelles expériences et outils de diagnostic.
Les chercheurs souhaitent également continuer à faire évoluer le système, avec des objectifs tels que l’ajout d’un réglage de la focalisation du faisceau, l’utilisation de plusieurs sites de capture simultanément, et son application à différents systèmes biologiques.